ΚΕΦ.6 ΒΟΛΤΑΜΜΕΤΡΙΑ 6.4 ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΙΑ

Transcript

1 ΚΕΦ.6 ΒΟΛΤΑΜΜΕΤΡΙΑ 6.4 ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΙΑ Μ. ΚΟΥΠΠΑΡΗΣ 1

2 ΒΟΛΤΑΜΜΕΤΡΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Βολταμμετρικές (βολταμπερομετρικές) τεχνικές (Volt, Ampere-μετρώ): ομάδα αναλυτικών τεχνικών που βασίζονται στην παρατήρηση της σχέσεως που συνδέει την ένταση του ρεύματος και την εφαρμοζόμενη τάση κατά τη διάρκεια μιας ηλεκτροχημικής διαδικασίας. Εκπρόσωποι: Πολαρογραφία: λήψη χαρακτηριστικής καμπύλης εντάσεως τάσεως (i V) σε ένα πολώσιμο σταγονικό ηλεκτρόδιο υδραργύρου. Όχι σύγχρονες εφαρμογές στη φαρμακευτική ανάλυση. Αμπερομετρία: μετρείται ηένταση του ρεύματος υπό σταθερή εφαρμοζόμενη τάση Παραλλαγές των ανωτέρω 2

3 Καμπύλη Εντάσεως - Τάσεως Χρησιμοποιείται συσκευή ηλεκτρόλυσης με ελεγχόμενο δυναμικό και εφαρμόζεται συνεχώς μεταβαλλόμενη τάση από 0 V σε αρνητικές τιμές μεταξύ του ηλεκτροδίου εργασίας (Pt) ως καθόδου και του ηλεκτροδίου αναφοράς (ΚΗΚ) ως ανόδου σε ένα διάλυμα KCl (φέρων ηλεκτρολύτης) και καταγράφεται ηένταση. 3

4 Καμπύλη Εντάσεως - Τάσεως 4

5 ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΙΑ Βολταμμετρικές τεχνικές που μετρείται η ένταση ρεύματος ενός ηλεκτρολυτικού στοιχείου στο οποίο εφαρμόζεται σταθερή τάση. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον με εφαρμογές στη φαρμακευτική ανάλυση: Αμπερομετρικές Ογκομετρήσεις. 5

6 Αμπερομετρικές Ογκομετρήσεις Προστίθεται διάλυμα τιτλοδότη (Τ) σε διάλυμα ογκομετρούμενης ουσίας (Ο) και μετρείται ηένταση του ρεύματος μετά από κάθε προσθήκη ήσυνεχώς Χρησιμοποιείται ζεύγος ηλεκτροδίου εργασίας (Hg, Pt, Au, υαλώδους C) και αναφοράς καλομέλανα Εφαρμόζεται τάση Εώστε να μετρείται το ρεύμα διαχύσεως ήκόρου μιας ήπερισσότερων ουσιών που συμμετέχουν στην αντίδραση ογκομετρήσεως Ο + Τ Π Π:προϊόν αντίδρασης 6

7 Καμπύλη Αμπερομετρικής Ογκομέτρησης Καμπύλη έντασης ρεύματος διαχύσεως ήκόρου ως προς: όγκο προτύπου διαλύματος χρόνου όταν: τιτλοδότης παράγεται κουλομετρικά προστίθεται με αυτόματη προχοϊδα σταθερής ροής Παρουσιάζει δύο ευθύγραμμα τμήματα με τεμνόμενες προεκτάσεις στο ΙΣ Ανάλογα με ηλεκτροχημική συμπεριφορά αντιδρώντων και προϊόντων στην εφαρμοζόμενη τάση λαμβάνονται διάφορες μορφές καμπύλης ογκομέτρησης 7

8 Καμπύλη Αμπερομετρικής Ογκομέτρησης Ανάγεται η ογκομετρούμενη ουσία (Ο) 8

9 Καμπύλη Αμπερομετρικής Ογκομέτρησης Ανάγεται η ογκομετρούμενη ουσία (Ο) και ο τιτλοδότης (Τ) 9

10 Καμπύλη Αμπερομετρικής Ογκομέτρησης Ανάγεται ο τιτλοδότης (Τ) 10

11 Καμπύλες Αμπερομετρικών Ογκομετρήσεων Όλοι οι δυνατοί συνδυασμοί 11

12 Αμπερομετρικές Ογκομετρήσεις Γραφικός προσδιορισμός ΤΣ με λήψη σημείων πριν και μετά το ΙΣ και όσο το δυνατόν μακρύτερα από αυτό (ποσοτική αντίδραση) Βελτιστοποίηση ακρίβειας με διόρθωση ως προς τον προστιθέμενο όγκο I (δ) =i (V o +V t )/V o V o = αρχικός όγκος, V t = όγκος τιτλοδότη 12

13 Παραλλαγές Αμπερομετρικών Ογκομετρήσεων Διαμπερομετρική ήδύο ενδεικτικών ηλεκτροδίων: Χρησιμοποιούνται δύο πανομοιότυπα μικροηλεκτρόδια Pt μεταξύ των οποίων εφαρμόζεται μια μικρή τάση ~ 0,1 V. Ογκομέτρηση υπό έντονη ανάδευση και μέτρηση του ρεύματος κόρου συναρτήσει όγκου τιτλοδότη Μέγιστη τιμή στο μέσο της ογκομέτρησης και μηδενισμός στο ΙΣ. 13

14 Σύστημα Διαμπερομετρικών Ογκομετρήσεων 14

15 Καμπύλες Διαμπερομετρικών Ογκομετρήσεων Αριστερά: Παρακολούθηση Οκαι Τ Δεξιά: Παρακολούθηση Ο 15

16 Παραλλαγές (Αμπερομετρικών) Ογκομετρήσεων Διποτενσιομετρική Ογκομέτρηση: Μεταξύ των 2 ηλεκτροδίων διέρχεται ρεύμα σταθερής εντάσεως Στο ΤΣ παρατηρείται απότομη μεταβολή του δυναμικού Ως πηγή ρεύματος σταθερής εντάσεως χρησιμοποιείται ειδική έξοδος των πεχαμέτρων -πιονομέτρων 16

17 Παραλλαγές Αμπερομετρίας Διαφορική παλμική αμπερομετρία: Παράλληλα με τη εφαρμοζόμενη σταθερή τάση στο ηλεκτρόδιο εργασίας εφαρμόζονται παλμοί σταθερού εύρους. Μετρούνται δύο τιμές εντάσεως του ρεύματος σε δύο χρονικές στιγμές αμέσως πριν από την εφαρμογή του παλμού και λίγο πριν από τη λήξη του. Μετρείται ηδιαφορά Δi Έχει αυξημένη ευαισθησία και πολύ χαμηλό όριο ανίχνευσης 17

18 18

19 Παλμικός αμπερομετρικός ανιχνευτής για HPLC (αριστερά) και εφαρμογή του στον προσδιορισμό γλυκόζης (δεξιά) 19

20 Πλεονεκτήματα αμπερομετρικών ογκομετρήσεων Καλύτερη ακρίβεια (~0,2%) Μικρότερη εξάρτηση από τα χαρακτηριστικά του ηλεκτροδίου εργασίας και του φέροντα ηλεκτρολύτη Δυνατότητα ογκομετρήσεων πολύ αραιών διαλυμάτων (~10-5 με ακρίβεια ~1%) Δυνατότητα εφαρμογής σε μη ηλεκτρενεργές ουσίες με ηλεκτρενεργό τιτλοδότη Π.χ SO 4 2- με Pb 2+ 20

21 Μειονεκτήματα αμπερομετρικών ογκομετρήσεων Ανάγκη εκδιώξεως του οξυγόνου Ανάγκη παρασκευής προτύπων διαλυμάτων 21

22 Εφαρμογές Αμπερομετρικών Ογκομετρήσεων Ογκομετρήσεις καθιζήσεως: Pb 2+, Ba 2+ με SO 4 2- Mg 2+, Zn 2+, Al 3+ με 8-υδροξυκινολίνη Αλογονοϊόντων με Ag + Αζωτούχων βάσεων με πυριτιοβολφραμικό οξύ Βαρβιτουρικών με Hg 2+ Αλκαλοειδών με άλας Reinecke Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις μεταλλοϊόντων με EDTA Οξειοδοαναγωγικές ογκομετρήσεις Προσδιορισμός φαινολών, αρωματικών αμινών, ολεφινών, As(III) Γενική χρήση ως συστήματος ανίχνευσης τελικού σημείου σε κουλομετρικές ογκομετρήσεις 22

23 Σύστημα Αμπερομετρικών Ογκομετρήσεων 23

24 Προσδιορισμός Οξυγόνου με Ηλεκτρόδιο Clark Αποτελείται από ηλεκτρόδιο συνδυασμού Pt (ως κάθοδο) και Ag/AgCl ως άνοδο Σταθερή τάση μεταξύ τους -0,6 V Κάλυψη στοιχείου από ημιπερατή μεμβράνη Teflon από την οποία διέρχεται το οξυγόνο ταχέως και υφίσταται αναγωγή Ο Η + + 2e H 2 O 2 Το μετρούμενο ρεύμα ανάλογο της συγκέντρωσης του οξυγόνου Βαθμονόμηση με διαλύματα που περιέχουν γνωστές συγκεντρώσεις οξυγόνου 24

25 Ηλεκτρόδιο Clark για τον προσδιορισμό οξυγόνου 25

26 Ηλεκτροδιακές Αντιδράσεις στο Ηλεκτρόδιο Clark 26

27 Ηλεκτρόδιο Ενζύμου για τον Προσδιορισμό Γλυκόζης (Αισθητήρας Γλυκόζης) 27

28 Αμπερομετρικός Ανιχνευτής Συστημάτων HPLC 28

29 Χρωματογράφημα HPLC με αμπερομετρικό ανιχνευτή 29

30 Αμπερομετρικός Ανιχνευτής HPLC 30

31 Κουλομετρικός Ανιχνευτής HPLC 31