Mszeres analitika Elmleti sszefoglal

2011

Az analitikban hasznlatos nhny fontos statisztikai fogalom Egy kmia analzis clja mindig valamely vizsglt anyag egy vagy tbb komponensnek mennyisgi meghatrozsa. A valdi rtket abszolt pontossggal nem tudjuk megmrni, csak becslni a vrhat rtkkel. A vrhat rtket rendszeres s vletlen hibk terhelhetik.

A m

rt p

aram

ter

rt

ke Rendszeres hiba

Valdi rtk

Vrhat rtk

Vletlen hibaEgyms utni mintavtel

x1 xn Vrhat rtk s szrs Egy mrsi sorozat vrhat rtkt a mrsi sorozat elemeinek szmtani kzepbl szmoljuk

n

xx

n

ii

1 1

)(1

2

n

xxs

n

ii

A szrs a prhuzamos mrsi eredmnyek kztti eltrs jellemzsre szolgl; a vrhat rtkek krli mrsi eredmnyek szoros vagy laza csoportosulst jellemzi. Gyakorlatban a korriglt tapasztalati szrssal becsljk. Ha felttelezzk, hogy a mrt rtkek normlis eloszlsak, akkor

sx hatrok kz esik a mrt rtkek kb. 2/3-a (68,2%-a) sx 2 hatrok kz esik a mrt rtkek 95,5%-a sx 3 hatrok kz esik a mrt rtkek 99,7%-a.

Ezt tgondolva belthatjuk, hogy a sx 3 -en kvl es mrt rtkek durva mrsi hibkbl erednek, valsznleg el is hagyhatk.

x99,7%

68,2%

95,5%

-3SD -2SD -SD +SD +2SD +3SD

- 2 -

Mszeres analitikai eljrsok Az analitika kmia az anyagok minsgi s mennyisgi sszettelt vizsglja. A klasszikus analitikai eljrsok sorn a mennyisgi elemzskor tmeg s trfogatmrsre vezetnk vissza minden meghatrozst (gravimetria, titrimetria). A mszeres analitikai eljrsokban a mintt fizikai vagy fizikai-kmiai klcsnhatsnak kitve analitikai jelet kpznk. Ebbl a jelbl kvetkeztetnk az alkot mennyisgre s minsgre. A leggyakoribb mszeres analitikai eljrsok:

Elektroanalitika Optikai mrsek Kromatogrfia

Potenciometria Konduktometria Voltammetria

Refraktometria Polarimetria Spektrofotometria (UV/VIS/IR) Lngfotometria Atomabszorpci

Rtegkromatogrfia Folyadkkromatogrfia (HPLC) Gzkromatogrfia (GC)

POTENCIOMETRIA

A potenciometria az elektrdpotencilok mrsn alapul elektroanalitikai eljrs. Elektrdpotencilt nmagban nem lehet mrni, ezrt gy jrunk el, hogy a vizsgland oldatba kt elektrdot mertnk s az gy kialakul galvncella feszltsgt mrjk. Az egyik elektrd, az indiktor elektrd a mrend ion koncentrcijval arnyos jelet szolgltat; a msik elektrd az n. referencia elektrd (vonatkozsi elektrd) potencilja pedig lland. Vonatkozsi elektrdknt n. msodfaj elektrdokat szoktak alkalmazni, ahol az elektrdfm sajt, rosszul oldd szilrd halmazllapot sjval s annak teltett oldatval rintkezik. A msodfaj elektrdok potencilja lland. Gyakorlatban kt fontos msodfaj elektrd terjedt el:

Kalomel elektrd: higany + szilrd Hg2Cl2 merl teltett KCl-oldatba Ag/AgCl elektrd: fmezstre felvitt AgCl merl teltett AgCl oldatba, mely KCl-ot is

tartalmaz meghatrozott koncentrciban

Pt-szl

Hg+Hg2Cl2Teltett KCl-oldat

Porzus kermia

Tltnyls

Szilrd KCl

Ag-szl

AgCl

Teltett KCl-oldatAgCl-dal teltvePorzus kermia

Tltnyls

A kalomel s az Ag/AgCl referencia elektrdok felptse Indiktorelektrdknt rendszerint elsfaj redoxi- vagy ionszelektv elektrdot alkalmaznak. A pH meghatrozsokra indiktorelektrdknt elssorban pH-rzkeny vegelektrd hasznlatos.

- 3 -

A pH-rzkeny vegmembrn specilis sszettel, melynek kls (kb. 0,1 m) rtege hidratlt. A hidratlt vegrteget adott pH-j oldatban val elkezelssel alaktjuk ki. A pH-rzkeny vegelektrd belsejben kloridion tartalm pufferoldat van (a bels vegrteg is hidratlt), amelybe ezst/ezst-klorid msodfaj elektrd merl. A mrs sorn egy egyensly ll be az vegmembrn kt oldaln. Mivel a bels elektrolit hidrognion-aktivitsa nem vltozik a mrs sorn, a potencilrtk a mintaoldatban lev hidrognion-aktivitssal lesz arnyos:

HaFTRKE ln

Az egyenletben szerepl K konstans tartalmazza a bels elektrolit hatrfelletn kialakult fzishatr-potencilt s a bels msodfaj elektrd potencilrtkt.

Az aktivits = hidrognion koncentrci egyszerstst alkalmazva, a mrt cellafeszltsg (E) s a hidrognion koncentrci kztti sszefggs:

]H[lg303,2 nFRTKE = K+ 0,059lg [H+]

Mivel log[H+] = pH, ezrt E = K 0,059 pH

A potencilrtk fgg a hmrsklettl (lsd a korbbi egyenleteket).

Az vegelektrd a H+-ionokra rzkeny s pH-mrsre hasznlatos elektrd. Az vegelektrdot a knnyebb kezelhetsg rdekben gyakran egybeptik egy vonatkozsi elektrddal (pl. Ag/AgCl). Ms ionokra is kszlnek szelektven mkd elektrdok. (ISE = ionszelektv elektrd) Ilyen pl. a jodidionokra vagy a kloridionokra rzkeny elektrd. Ezek elektrdpotencilja az adott ion koncentrcijtl fgg. A jodidszelektv elektrd potencilja:

E = K 0,059lg [I] Ha a pH-hoz hasonlan bevezetjk a lg [I] = pI sszefggst, kapjuk, hogy

E = K + 0,059pI

Az indiktor elektrd potenciljnak vltozst egy redoxi-elektrd esetn is a Nernst-sszefggs alapjn hatrozhatjuk meg, melynek egyszerstett alakja

[red][ox]lg303,2o nF

RTEE

ahol az E0 a redoxi-standardpotencil; az n a redoxi-folyamatban az oxidcis szm vltozsa A redoxpotencil mrsre inert elektrdot, leggyakrabban platinalemezt helyeznek a redoxirendszert tartalmaz oldatba, s a kialakult elektrdpotencilt egy vonatkozsi elektrd felhasznlsval mrjk.

- 4 -

Direkt potenciometria Elvileg a meghatrozand alkot koncentrcija (aktivitsa) meghatrozhat egyetlen potencilmrs segtsgvel is a Nernst-egyenlet alapjn (direkt potenciometria). Ezzel az eljrssal fleg a pH-t, valamint egyes ionok aktivitst (koncentrcijt) hatrozzk meg ionszelektv indiktorelektrdok (ISE) segtsgvel. pH-mrs eltt a hasznlt vegelektrdot ismert pH-j puffer oldatokkal kalibrlni kell. ltalban savas tartomnyban 4,00 s 7,00 pH-j; lgos tartomnyban 7,00 s 10,00 pH-j puffereket hasznlunk a pH-mr kalibrlsra.

0,0 7,0pH

mV

59,1

Kalibrls(2) utnpHpuffer = 4,0 vagy 10,0

0,0 7,0pH

mVKalibrls(1) utn

pHpuffer = 7,0

A pH-mr elektrd kalibrlsa sorn az elektrdot s a pH mrshez hasznlt pH/mV mrjhez illesztjk. Az illesztst a kszlk mrerstjnek bemeneti feszltsg-kompenzcijval (pH) s meredeksg-korrekcijval (rzkenysg, %-ban 100% = 59,16 mV/pH) valstjuk meg. A bementi feszltsg kompenzci prhuzamos eltolst, a meredeksg-korrekci adott pont krli elforgatst jelent.

A potenciometris titrls A pontossg lnyegesen nvelhet, ha nem egyetlen mrst vgznk, hanem titrls sorn kvetjk a cellafeszltsg vltozst a beadagolt mroldat fggvnyben. Az eljrst lnyegben az egyenrtkpont meghatrozsra hasznljuk. Ez az analitikai eljrs a potenciometris titrls (indirekt potenciometria). A potenciometris titrlsok sav-bzis, redoxi, csapadk-, komplexkpzdsi reakcik esetn vgezhet. A potenciometris titrlsok vgpontjnak a megllaptshoz brzoljuk a mrt elektromotoros ert (cellafeszltsget) a fogys fggvnyben [E = f(V) fggvnyt].

Egy titrlsi grbe (a) s az els derivltja (b)

pHV

pH

(a) (b) V (cm3)

- 5 -

A potenciometris meghatrozs sorn felvehetjk a teljes titrlsi grbt (IP meghatrozs), de elvgezhetjk a titrlst elre belltott vgpont potencilig (EP meghatrozs) is. A potenciometris titrlsok vgrehajtsnak felttelei hasonlak a hagyomnyos titrlshoz:

a titrlsi reakci teljesen lejtszdjk a reakci gyors legyen a reakci egyrtelmen s sztciometrikusan jtszdjk le a vgpontjelzsre alkalmas indiktorelektrdunk legyen

ONOFF

SP EEDPOWER

MAGNETI C STIRRERMAX

Kijelz

Mgneses kever

Vonatkozsi elektrd

Indiktorelektrd

Mr

ON

OFFSP EED

POWER

MAGNETI C STIRRERMAX

LptetBretta

Vezrl,mr Kijelz

Mgneses kever

Reagens(mroldat) Vonatkozsi elektrd

Indiktorelektrd

Kzi potenciometrikus titrls Automata potenciometrikus titrl

Konduktometria

Konduktometria elektrolit-oldatok elektromos vezetsnek mrsn alapul analitikai eljrs. Vezets akkor jhet ltre, ha az anyagban elektromosan tlttt rszecskk elmozdulnak. Minl nagyobb egy trerssg hatsra ltrejv ram, annl nagyobb az anyag vezetse (vezetse, vezetkpessge). Elektrolitokban a vezets az ionok koncentrcijtl, mozgkonysgtl s tltstl fgg. Az oldatok vezetst egy mrcellban mrt elektromos ellenlls alapjn hatrozzuk meg. A vezets defincija:

UI

RG 1 [S; mS; S]

A gyakorlatban nem vezetst, hanem fajlagos vezetst () szoktunk mrni:

cellaKG 1 [S/cm]

A fenti kpletben a cellalland: Kcella rtke az elektrdok kztti tvolsg s az elektrdok kztti fellet hnyadosval (l/A) definilhat. Egysgnyi lenne a cellalland kt 1 cm2 fellet Pt-lemeze kztt, melyek tvolsga 1 cm. A gyakorlatban inkbb Pt-gyrk segtsgvel ksztenek vezetsi cellkat. Ezek cellallandjt ismert vezetkpessg standard-ek (ltalban KCl-oldat) segtsgvel hatrozzk meg.

- 6 -

Pt-gyrk

Harang alak veghenger

ltalban kt-, hrom- ill. ngyplus cellkat alkalmazunk. A kettnl tbb plus cellk pontosabb ram ill. feszltsg mrst tesznek lehetv valamint az elektromos tr szrdst cskkentik. A cellban az elektrd anyaga tbbnyire platina (illetve platina korommal bevont platina). A cellt kvlrl harangszer (lyukakkal elltott) henger veszi krl. A lyukak biztostjk a mrend elektrolit szabad ramlst, ezrt fontos, hogy a lyukakat ellepje az elektrolit. Az elektrolit keverst ltalban mgneses kevervel biztostjuk. Hromgyrs vezetsi cella

A konduktometriban a polarizcis hatsok elkerlse rdekben nem egyenrammal, hanem vltrammal dolgozunk (1-2 kHz). Direkt konduktometria Kzvetlen vezetkpessg mrst a gyakorlatban nagytisztasg vz (kazntpvz smentessge), ioncserlt vz ellenrzsre alkalmazzk. Mivel az elektrolit oldatok vezetkpessge ersen hfokfgg (1-3%/C) vagy termosztlsrl vagy hfok-mrsrl illetve hmrsklet kompenzcirl gondoskodni kell. Indirekt konduktometria Nem szksges a vezetkpessg s a koncentrci kztti sszefggs pontos ismerete, ha a mrst titrlsi reakcik vgpontjelzsre hasznljuk. Ennek alapja az, hogy az oldat vezetkpessge az egyenrtkpont eltt s utn eltr, s az oldatban jelenlv (de a reakciban rszt nem vev) ionok a vezetkpessg-vltozst lnyegesen nem befolysoljk. Sav-bzis titrlsok detektlst a hidrogn- ill. hidroxil-ionok klnsen nagy mozgkonysga teszi lehetv. Pl. a knsav NaOH titrlsa sorn az oldat vezetkpessgnek vltozst a kvetkez bra mutatja.

0 50 100titrlsi fok %

GmS

Vezetsi titrlsi grbe (ers sav titrlsa ers bzissal)

A grbe menett az magyarzza, hogy a hidroxnium ionok helybe kerl Na-ionok mozgkonysga lnyegesen kisebb (a vezets cskken). A vgpont utn n az sszion-koncentrci st a rendszerbe kerl hidroxidionok mozgkonysga is nagyobb, mint a tbbi ion. A vezetsi titrls grbi gyenge sav ers bzis esetn nmikpp mdosulnak, de itt is szlelhetnk a vgpontban a grbe menetben trst.

- 7 -

V

G

Egyenrtkpont

a

b

Vezetsi titrlsi grbe (a) gyenge sav titrlsa ers bzissal)

(b) gyenge sav titrlsa gyenge bzissal

Ha pldul NaOH-dal titrlunk ecetsavat, a titrls kezdeti szakaszban keletkez acett-ionok az ecetsav disszocicijt visszaszortjk, a vezets cskken. A lg tovbbi adagolsval az acett ionok vezetse nvekedst eredmnyez. A vgpont utn a grbe gyors emelkedst a feleslegbe kerl ntrium- s hidroxid ionok okozzk.

Polarimetria

Az optikai forgatkpessg bizonyos anyagoknak az a sajtossga, hogy a linerisan polarizlt fny polarizcis skjt elforgatja. A forgatkpessg magyarzatt a molekulaszerkezetben kell keresni (aszimmetria). Optikailag aktvak azok az anyagok amelyek molekuljban van olyan sznatom, amelyhez 4 klnbz csoport kapcsoldik (aszimmetris sznatom, kiralits-centrum). Polarizlt fny elllthat megfelel szgben csiszolt mszptkristllyal, amelyet kettvgnak, majd a vgsi felleteknl kanadabalzsammal sszeragasztanak (Nicol-prizma). A prizmra es termszetes fny a trfelleten kettsen megtrik. A rendes sugr a kanadabalzsamon teljes visszaverdst szenved s oldalra eltrl, mg a rendellenes sugr, amely mr polarizlt, kilp a kristlybl.

Nicol prizma William Nicol, skt fizikus (1768-1851)

Az oldott anyagok forgatkpessge arnyos a fnyt hosszval, a koncentrcival, s fgg az anyagi minsgtl:

100][ clt

ahol a polarizcis sk elforgatsnak szge fokban

l az oldat rtegvastagsga dm-ben c a koncentrci g/100 cm3 egysgben.

t ][ fajlagos forgatkpessg

t s jelzs a hmrsklettl s a fny hullmhossztl val fggsre utal. A polarimter hrom f rszei:

a skban polarizlt fnyt elllt polariztor (Nicol-prizma) ismert hosszsg polrcs analiztor, mely az elforgatott polarizcisk megllaptsra szolgl. monokromatikus fnyt elllt Na-lmpa.

- 8 -

polariztor prizma

(Nicol-prizma)

segdprizmk

polrcs(mintatart)

analiztorprizma(fokbeoszts sklval)

Fnyforrs(Na-gzlmpa)

Lippich-fle flrnyk polarimter felptse

Refraktometria

tltsz kzeg hatrfelletre rkez fnysugr egyrszt visszaverdik, msrszt behatol a kzegbe. A behatol fnysugrra a Snellius-Descartes trvny rvnyes.

sinsin

1;22

1 nnn

Az n2,1 arnyossgi tnyez a msodik kzegnek az els kzegre vonatkoz trsmutatja. (egyben a kt kzegben halad fny sebessgnek a hnyadosval is azonos). ltalban levegre vonatkoztatott trsmutatt adunk meg, ami gyakorlatilag megegyezik a vkuumra vonatkoztatott rtkkel. Ha optikailag srbb kzegbl a fnysugr optikailag ritkbb kzegbe lp, akkor a beessi szg meghatrozott rtkn tl a hatrfelletrl teljesen visszaverdik. Azt a szget, amellyel a fnysugr rintlegesen mg ppen visszaverdik, a teljes reflexi hatrszgnek nevezzk (H). Ekkor a trsi szg 90. Mivel sin 90= 1, a Snellius-Descartes trvny a kvetkezkppen egyszersdik:

n2,1 = sin

1

Vilgos trflStt trfl

Bees

si mer

leges

Oldat

Prizma

r

90o

Az Abbe-fle refraktomter Az Abbe-fle refraktomter legfontosabb rsze a termosztlhat prizmatest. Ez kt azonos, nagy trsmutatj lomvegbl kszlt prizma, melyek kz rtegezzk a mrend anyagot. A tulajdonkppeni mrs a fels prizmval trtnik. Mrskor egy tkr segtsgvel fnynyalbbal vilgtjuk meg a prizmkat. A msodik prizmbl kilp s a tvcsbe jut fnynyalbban a teljes visszaverds hatrszgnek a lttr stt s vilgos rsze kztti hatrvonal felel meg. Ha a prizmt gy lltjuk be, hogy a lttr stt s vilgos rsznek hatrvonala a tvcs fonlkeresztjre essk, a skln kzvetlenl leolvashatjuk a trsmutatt (n =1,31,7). A msik sklja cukor oldat %-os szrazanyag tartalmt mutatja.

Abbe fle refraktomter

Stt

- 9 -

Az Abbe-fle refraktomtert ltalban fehr fnnyel vilgtjuk meg. Ilyenkor azonban a stt hatrvonal nem les, hanem a sznszrds miatt szivrvnyszn spektrumsvbl ll. Ennek megszntetsre a kszlkbe kompenztort (Amici-prizmk) ptenek be, ami megsznteti ezt. (A mrsek megkezdse eltt ellenrizzk a vz n = 1,333 rtkt!) A kzi refraktomter az Abbe-fle refraktomterhez hasonlt, azzal a klnbsggel, hogy a ketts prizma egybe van ptve a tvcsvel. Egyedi sklabeosztssal alkalmasak nyers gymlcsk, paradicsom, gymlcslevek, szrpk szrazanyag illetve cukortartalmnak meghatrozsra ill. Az autiparban fagyll folyadkok, akkumultor tltttsg meghatrozsra.

Fotometria spektrofotometria

A fny elektromgneses hullm. Ebbl az emberi szem ltal rzkelhet tartomny a lthat fny (VIS). Az ultraibolya (UV) tartomnyt szemnk nem rzkeli, de brnk lebarnul tle, a szem szaruhrtyjt krostja. Az infravrs (IR) sugrzst sem ltjuk, de brnk hsugrzs formjban rzkeli. Az elektromgneses hullmok jellemzsre a hullmhosszt ( nm), frekvencit ( Hz) ill. a hullmszmot (cm1) hasznljuk. A hullmszm az 1 cm hosszra es hullmok szmt jelli (fleg az IR spektroszkpiban hasznlatos).

VISUV

200-400 - - - - - - - - - - - - - - - 800 nm

IR Mikrrohullmok RdihullmokGamma sugrzs Rntgen-sugrzs

A spektrofotometria (fotometria) az anyagok fnyelnyel kpessgt vizsglja. Ultraibolya (UV) s lthat (VIS) spektrofotometria A spektrofotometria molekula-spektroszkpiai mdszer (az UV-VIS tartomnyban a molekula kt elektronjai gerjesztdnek). Az elnyelsi sznkp jellemz az anyagra s annak szerkezetre, de a szles svok miatt minsgi azonostsra egymagban nem alkalmas. ltalban oldatok mennyisgi elemzsre hasznljk, ennek alapja a Lambert-Beer trvny. A Lambert-Beer trvny Egy adott oldatot Io intenzits fnnyel vilgtunk meg. Az oldat lenyeli a fny egy rszt, ezrt a kilp fny intenzitsa kisebb, I intenzits lesz.

A fnyteresztst a transzmittancival mrjk: oI

T , 100%o

I

T .

A fnyelnyelst az abszorbancival jellemezzk: A = II 0lg .

Io I

A Lambert-Beer trvny szerint az abszorbancia egyenesen arnyos a koncentrcival: A = lc ahol a molris abszorpcis egytthat,

l az thossz (rtegvastagsg), c a vizsglt oldat koncentrcija.

- 10 -

A Lambert-Beer szerint teht a koncentrci s az abszorbancia kztt lineris sszefggs van )lsd. jobboldali fggvny). A Lambert-Beer trvnytl eltrseket okozhat: a fnyszrds, kis fnyfelbont kpessg, kmiai okok (tl tmny oldat, pH-hats) A

bszo

rban

cia

Koncentrci

Fotomter, spektrofotomterek fontosabb rszei

Fnyforrs A fnyforrssal szemben alapvet kvetelmny, hogy a vizsglati tartomnyban minden hullmhosszon intenzven (kellen nagy fnyervel) s egyenletesen sugrozzon. Lthat fny tartomnyra tbbnyire wolfram lmpt (halognizz) hasznlnak. UV tartomnyban a deutrium-lmpa ad megfelel fnyt. Monokromtor A fnyforrsok ltalban polikromatikus (sszetett) fnyt sugroznak. A Lambeert-Beer trvny pedig csak monokromatikus fny esetn rvnyes. Ezrt az sszetett fnyt hullmhossz szerint sszetevire kell bontani. Tbbnyire prizmkat, optikai rcsot (esetleg sznszrt) hasznlnak. A spektrofotomterben folytonosan tudjuk vltoztatni a mintra jut fny hullmhosszt. A fotomterekben csak meghatrozott hullmhosszak llthatk be (sznszrk, LED-dida fnyforrs).

Kvetta A mintatart ednyke neve. Tbbnyire 1x1 cm-es hasb alak, Az ezen thalad fny teht 1 cm-t tesz meg a mintban, azaz a fnyt hossza 1 cm. Szksg esetn nagyobb fnyttal rendelkez kvetta is hasznlhat.

A kvetta a lthat tartomnyban vegbl vagy manyagbl kszl, UV tartomnyban kvarc kvettt hasznlunk. Detektor a fnysugrzst elektromos jell alaktja fotocella, fotodida (dida-sor). A mrs hullmhossza A fotometris mrsek sorn, ha ismerjk azt a hullmhosszt, amelyen mrnnk kell, akkor ezt a mszeren bellthatjuk, s a monokromtor kivlasztja a fnyforrs polikromatikus, azaz sszetett fnybl azt a hullmhosszsg fnysugarat, amelyet belltottunk. Sok esetben ezt nem ismerjk, s neknk kell megllaptani a mrshez legalkalmasabb hullmhosszt. Ilyenkor gy jrunk el, hogy megmrjk a minta abszorbancijt egy szles hullmhossztartomnyban, azaz felvesszk a minta spektrumt:

Abs

zorb

anci

a

hullmhosszmaximlis abszorbancihoztartoz hullmhossz

A spektrum alapjn kivlasztjuk azt a hullmhosszt, amelyen a legnagyobb a fnyelnyels mrtke. (Azaz megllaptjuk az abszorbancia maxi-mumot). ltalban ezen a hullmhosszon kell a mrst vgezni.

- 11 -

A nulla abszorbancia megllaptsa A fnytban nem csak a vizsglt minta, hanem az oldszer (esetleg a vakminta) s a kvetta is benne van. Idelis esetben ezek fnyelnyelse a mrs hullmhosszn nulla. A gyakorlatban persze ezeknek is van (brmilyen csekly) fnyelnyelse. Ezrt a mrs eltt a kszlket nullzni (zrzni) kell. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a minta mrse eltt a kvettba tiszta oldszert (vakmintt) tesznk, belltjuk a mrs hullmhosszt, s a kszlken megnyomjuk a Zero felirat (vagy ms, ezzel azonos jelents) gombot. Ekkor a kszlk a kvettbl kilp fnysugarat tekinti Io intenzitsnak, a mrt abszorbancit pedig nullnak mutatja. Ezt a mveletet a spektrum felvtelekor is el kell vgezni. A fotomter felptsnek elvi vzlata: Egy-, s kt-fnyutas spektrofotomtereket hasznlunk. Az egy fnyutas spektrofotomter vzlata:

rsmonokromtorfnyforrs detektor

mintarskijelz

A fotometris mrsek kirtkelse I. Ktoldatos mdszer. A Lambert Beer trvny (A = lc) rtelmben, ha teljesl a trvny, akkor ennek fggvnykpe egy orign tmen egyenes:

ABS

cc1

A1

Ha megmrjk egy ismert koncentrcij oldat abszorbancijt, akkor ezzel meghatroztuk az egyenest, hiszen a msik pont, amit ismernk, a nulla koncentrcihoz tartoz nulla abszorbancia, vagyis az orig. A fggvnybl lthat, hogy az abszorbancia s a koncentrci kztt egyenes arnyossg van.

Megmrjk az ismeretlen koncentrcij oldat abszorbancijt, s a kt mrsbl kiszmtjuk az ismeretlen koncentrcit.

11 AA

cc xx ,

11 A

Acc xx

Termszetesen ez az igen egyszer szmts csak akkor hasznlhat, ha teljesl a Lambert Beer trvny. Ha a fggvny nem az origban metszi a fggleges tengelyt, (esetleg nem is lineris), akkor ez a mdszer nem hasznlhat. II. Kalibrcis egyenes illesztse A vizsgland mintbl ismert koncentrcij oldatsorozatot ksztnk. (Az oldatsorozat legalbb 5-8 tag legyen.) Minden egyes oldatnak megmrjk az abszorbancijt. A mrt adatokat fggvnyknt brzoljuk, s a mrsi pontokhoz egyenest illesztnk. Az illeszts azrt szksges, mert a mrsi pontok a mrsi hibk miatt nem esnek egy egyenesre.

- 12 -

0,7

0,6

0,5

0,3

0,4

0,2

0,1

00 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

y = 0,1719x - 0,0327R2 = 0,9805

Abs

zorb

anci

a

Koncentrci mg/dm3

mrsi pont

mrsi pont

mrsi pont

mrsi pont

mrsi pont

mrsipon

tokhoz ill

esztett egy

enes

Az egyenes illesztst tblzatkezel programmal clszer elvgezni. Gyakori, hogy a fotomtereket kezel szoftverbe beptik az illeszts lehetsgt.

Lngfotometria

A lngfotometria az atomabszorpcis spektrofotometrival egytt az atomspektroszkpiai mdszerek kz tartozik. Az atomspektroszkpiai mdszerek kzs jellemzje, hogy az elemek egymstl fggetlen atomjait (vagy ionjait) lltjuk el gerjeszts segtsgvel. Ez tbbnyire gy rhet el, hogy elszr az anyagot gzhalmazllapotba visszk, majd gerjesztjk s az azt kvet fnykibocstst (lngfotometria) illetve a gerjesztshez kapcsold fnyelnyelst (atomabszorpci) mrjk. A mdszer minsgi s mennyisgi meghatrozsra alkalmas. Az atomspektroszkpiai mdszerek nagyon rzkenyek. A ppm nagysgrend detektls szinte semmilyen elemnl nem okoz problmt. A legknnyebben gerjeszthet elemek az alklifmek s alklifldfmek. A lngban az atomok termikusan gerjesztdnek majd azt kveten fnyt emittlnak. A kisugrzott fny intenzitst a Scheibe-Lomakin-egyenlet fejezi ki:

nckI ahol c a vizsglt elem koncentrcija, n rtke j kzeltssel egynek tekinthet. A fny intenzitsa gy egyenesen arnyos a vizsglt elem koncentrcijval. Ezen az alapon mennyisgi meghatrozst vgezhetnk. Az emittlt fny hullmhossza elemenknt ms, az anyagi minsgre jellemz.

Az anyagok gerjeszthetsge a lngban

Az alklifmek s alklifldfmek viszonylag alacsony hmrsklet lngban is jellemz szn lngfestst adnak. A kibocstott fny a gerjesztett s az alapllapot atomplyk energianvjnak klnbsgeknt az illet anyagra jellemz hullmhosszsg illetve szn (lngfests). Ez azt jelenti, hogy az atomok gerjesztdnek s gerjesztett instabil llapotuk fnykibocsts (emisszi) tjn sznik meg.

alapllaptatom

termikusan gerjesztettatom

jra alapllapotba kerlatom

fotonemisszi

- 13 -

A vizsgland oldatot a lngba porlasztssal juttatjuk be, ahol az els lpsben beprldik. Az oldat szrazanyag tartalma elszr szublimldik, majd atomizldik, azaz atomjaira disszocil.

Ionizci, Termikus disszocici Teljes beprls, mol. gzkpzds (g) Rszleges beprls Aeroszol kpzds (Kdkamra) Aeroszol kpzds (Porlaszt) Minta felszvs

A lngatomizls rszfolyamatai

A lng klnbz hmrsklet tartomnyaiban a gerjeszts hatsra az atomok egy rsze ionizldik (alklifmek) ms rszk oxidldik (alklifldfmek). E folyamatok az emittlt fny intenzitst cskkentik. E folyamatokat a lng hmrskletnek belltsval lehet cskkenteni. A lngban lezajl folyamatok eredmnyekpp nabszorpcit is szlelnk. Ugyanis az elem nem gerjesztett atomjai a gerjesztett atomok ltal kibocstott fny egy rszt elnyelik. Ennek kvetkeztben nagyobb koncentrci tartomnyokban az emittlt fny nem nvekszik tovbb s teltsi llapot ll el. A kationok kzl a ntrium-, klium-, ltium-, kalcium- s briumionok hatrozhatk meg kell pontossggal. Az oldatok optimlis koncentrci tartomnya a vizsglt ionra 103 104 mol/dm3. A mrs pontossgt az szabja meg, hogy mennyire tudjuk a mintt reproduklhatan a lngba porlasztani illetve mennyire lland a lng hmrsklete. A gyakorlatban hasznlatos mrsi mdszerek tbbflk lehetnek.

Ha az oldatunk zavar anyagokat nem tartalmaz, kalibrcis mdszerrel dolgozunk. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a vizsglt elemet tartalmaz vegyletbl oldatsorozatot ksztnk az adott koncentrci tartomnyban. gyeljnk arra, hogy a kalibrcis grbe minl jobban kzeltse az egyenest. Ekkor dolgozunk ugyanis a kalibrcis grbe lineris szakaszn. Tmny oldatok esetn a mintt hgtani kell.

Standard addcis mdszert akkor alkalmazunk, ha zavar komponenseket tartalmaz a vizsgland minta, illetve a koncentrcija kicsi s sszettelt sem ismerjk pontosan, gy a minthoz hasonl sszettel kalibrl oldatsorozatot sem tudunk kszteni. A mdszer lnyege, hogy a minta egyes rszleteiben koncentrcinvekedst hozunk ltre s ezutn vesszk fel a kalibrcis grbt, illetve hatrozzuk meg a grbe meredeksgt.

A lngfotomterek felptse

A lngfotomterek egyszer felptsek. Fnyforrsra nincs szksg, hiszen a fnyforrs maga az emittl anyag. A gerjesztshez szksges energit lng hmrsklete biztostja (2000...3000 C), melyet acetiln vagy PB-gz elgetsvel lltunk el (tbbnyire leveg jelenltben).

- 14 -

A mszer legrzkenyebb rsze a porlaszt s az g. A lngot elkevert gzelegy segtsgvel lltjk el az gfejben. A gzoknak fontos szerepe van a porlasztsban s a kd ltrehozsban. A leveg a Bernoulli-elv alapjn a folyadkmintt felszvja s porlasztba (kdkamra) juttatja, ahol a nagyobb cseppek kicsapdnak s elvezethetk. A monokromtor feladata a megfelel hullmhosszsg emisszis sugrzs elvlasztsa a tbbi fnysugrtl. A szoksos prizms vagy rcsos monokromtort alkalmazhatjuk itt is. A jellemz emisszis fnysugr a detektorba jut. Ez tbbnyire elektronsokszoroz, melynek jelt elektromosan erstjk. A jelfeldolgozs utn az emittlt fnysugrral arnyos elektromos jel kerl kijelzsre.

Atomabszorbci

Az atomabszorpcis mdszer (AAS) a laboratriumok leggyakrabban alkalmazott nyomelem-analitikai mdszere, mintegy 70 elem meghatrozst teszi lehetv, elssorban fmekt, igen kis koncentrci tartomnyban. Hrom egymst kiegszt atomizlsi technika terjedt el:

lngatomizls grafitklyhs atomizls higany-hidrid-AAS mdszer (ezzel a mdszerrel nem foglalkozunk)

Az atomabszorpcis mrs sorn a mintbl lngban vagy grafit-kemencben magas hmrskleten ellltott szabad atomok (elemek) jellemz fnyelnyelst mrjk. A fnyt, melynek intenzits cskkensbl kvetkeztetnk az illet elem mennyisgre, specilis lmpa (vjtkatd lmpa) segtsgvel lltjuk el. Az atomabszorpcis spektrofotometria teht a szabad atomok fnyelnyel kpessgnek mrsn alapul. A gzhalmazllapotba hozott atomokat olyan monokromatikus fnnyel vilgtjuk meg, amelyet a krdses atom emittlni is tud (rezonanciasugrzs). Itt azonban a rezonanciasugrzst az atomok abszorbeljk (az atomok szmnak) koncentrcijuk fggvnyben. Teht a fnyintenzits cskkenst mrjk.

Az atomizls folyamata a lngban s a grafitklyhban

Az atomizlshoz, a szabad atomok ltrehozshoz 2500....3000 C hmrsklet lngot vagy izz grafitcsvet (grafitklyht) alkalmazunk. A folyadkok a magas hmrskleten beprldnak, majd a szilrd sszemcsk gzz alakulnak. Megfelelen magas hmrskleten termikusan atomjaikra disszocilnak. Az atomizls mellett ionok, oxidok is keletkeznek, st bomlsi s egyeslsi folyamatok is lejtszdnak. Ennek folyamatbrjt az elz fejezetben lthattunk.

Az atomabszorpcis kszlk felptse Az atomabszorpcis kszlk az albbi f egysgekbl ll:

fnyforrs atomforrs (minta bevitel) monokromtor detektor jel- s adatfeldolgozs

- 15 -

A fnyforrsknt spektrllmpt alkalmazunk, ami monokromatikus fnyt sugroz ki. Ilyen lmpa az n. vjtkatd lmpa. Ennek lnyege a kvetkez. A katd anyaga a vizsgland elembl (vagy tvzetbl) kszl. Az and volfram. Az elektrdokat nemesgz veszi krl. A katd s and kz kapcsolt feszltsg hatsra kisls jn ltre, a katd elektronkibocstsa rvn. Az elektromos ertrben felgyorsul elektronok a nemesgz ionizcijt idzik el. A gyorsan mozg nemesgz ionok becsapdnak a katd felletbe s fmatomokat szaktanak le. A szabad atomok nagy sebessg elektronokkal tkzve gerjesztdnek s az elemre jellemz vonalas spektrumot bocstjk ki.

Az elemre jellemz sugrzs a katd trben jn ltre s egy kvarc ablakon keresztl hagyja el a fnyforrst. Az atomforrs ltalban lng. Az elemzs rzkenysgt nvelhetjk, ha nveljk a fnysugr tjt a lngban. Ezrt a legtbb gfej 5-10 cm hossz s 0,5-1 mm szles nylssal rendelkezik. A mintabevitel folyamatosan oldat-porlasztssal trtnik a lngfotomterhez hasonlan.

rzkenyebb kimutatst tesz lehetv a grafitklyhs atomizls. Itt a minta szrtsa, elprologtatsa s atomizlsa elektromos rammal fttt grafitcsben trtnik. A grafitcs a fnytban helyezkedik el, s a kapott jel a csbe bemrt anyag atomkoncetrcijval arnyos. A grafitcsvet vdgzzal (pl. argon) vjuk meg az oxidcitl. A grafitcsben mintegy 1500-2000 C hmrskleten atomizlunk. A grafitklyhs atomizlst programozott rendszer ftssel valstjuk meg. A ftsi program ltalban hrom lpsbl ll:

szrts (100 C) - oldszer elprologtatsa hamvaszts (400-700 C) - szerves s szervetlen vegyletek termikus lebontsa atomizls (1500-2500 C) - a visszamaradt anyag atomizlsa

A harmadik lpcs utn rvid idre kb. 3000 C-ra felftjk a grafitcsvet n. salakozs cljbl. Az atomabszorpcis kszlkekben kzepes felbonts rcsos vagy prizms monokromtort hasznlunk. A detektor a monokromtor kilp rsn megjelen sugrzs intenzitsval arnyos elektromos jelet llt el. A detektor ltalban fotoelektron sokszoroz, melynek mkdse a szekunder elektron-emisszin alapul. A fotkatd s az and kztt nvekv potencil elektrdok (dindk) vannak, melyeken az tkz elektronok hatvnyozott elektron-emisszit vltanak ki.

- 16 -

Egyenes illesztse Excel tblzatkezelvel A kvetkez lers minden olyan esetre alkalmazhat, ahol a mrt adatprokhoz egy egyenest kell illeszteni. A most kvetkez lers az Office 2003 programcsomag alapjn kszlt. Az Office 2007 esetn kisebb eltrsek vannak, ezekre a lers vgn tallunk utalst. 1. rjuk a mrsi adatokat az x-szel s y-nal jelzett oszlopokba. gyeljnk arra, hogy az els

oszlopba a fggetlen, a msodik oszlopba a fgg vltoz kerljn! 2. brzoljuk a fggvnyt a diagramvarzslval:

Jelljk ki a mrsi adatok cellatartomnyt (mindkt oszlopot), majd kattintsunk az eszkzsoron a diagramvarzslra.

Diagramvarzsl 1. lps: Diagramtpus vlasztsa: kizrlag a Pont (XY) vlaszthat! Altpusok: bal fels, ahol csak a fggvny pontjai lthatk s semmilyen vonallal nincsenek sszektve.

Diagramvarzsl 2. lps: nincs teend.

Diagramvarzsl 3. lps: Kitltend: diagramcm, rtktengely (x), rtktengely (y) Jelmagyarzat: ha csak egy fggvnynk van, akkor a Jelmagyarzat ltszik eltti kockbl vegyk ki a pipt!

Diagramvarzsl 4. lps: nincs teend.

3. Az elkszlt diagramot a szksges mrtkben formzzuk meg. Clszeren vegyk ki a szrke htteret (dupla kattints a diagramterletre), a feliratokon, ha kplet van, akkor az indexeket tegyk a helyre, valamint a tengelyeken a szmok pontossgt lltsuk be.

4. Valamelyik mrsi pontra jobb egrgombbal kattintsunk egyet. Vlasszuk a Trendvonal felvtele menpontot! Tpus belltsa: lineris, Egyebek belltsa: Egyenlet ltszik a diagramon, R-ngyzet rtke ltszik a diagramon Szksg esetn a megjelen feliratokat akkor hzzuk arrbb, hogy a vezetrcs ne zavarjon!

5. A diagram mrett lltsuk be a lap mrethez igaztva. 6. Tltsk ki a mrsi adatok melletti cellkat! (C s D oszlopok) A cellatartomnyok

megnevezse a konkrt feladatnak megfelelen vltozhat!

7. Tltsk ki a mrsi adatok melletti cellkat! A cellatartomnyok megnevezse a konkrt feladatnak megfelelen vltozhat! A B C D

1 x y Tengelymetszet: =METSZ(B2:B9;A2:A9) 2 10 1,3348 Meredeksg: =MEREDEKSG(B9:B9;A2:A9) 3 20 1,3350 Korrelci (R): =KORREL(B2:B9;A2:A9) 4 30 1,3360 R2 =HATVNY(D3;2) 5 40 1,3363

6 50 1,3366 Mrt rtk (y): Ide kell rni az ismeretlen mrsi adatt. 7 60 1,3370 Szmtott rtk (x): =(D6-D1)/D2 8 70 1,3375 9 80 1,3380

8. A munkalap fejlcbe rjuk be nevnket, a mrsi feladat cmt s a dtumot! (A jegyzknyv els oldalval egyezen.)

- 17 -

9. Nyomtats eltt nzzk meg a nyomtatsi kpet! A nyomtats nem lehet egy oldalnl tbb. Szksg esetn llthatunk a margn, lehet fektetett formtumot hasznlni.

Fggvnyilleszts az Office 2007 esetn: 1. rjuk a mrsi adatokat az x-szel s y-nal jelzett oszlopokba. gyeljnk arra, hogy az els

oszlopba a fggetlen, a msodik oszlopba a fgg vltoz kerljn!

2. brzoljuk a fggvnyt a Beszrs fln vlasszuk a Pont fggvnytpust, azon bell pedig a Pont csak jellkkel altpust! (Altpusok: bal fels, ahol csak a fggvny pontjai lthatk s semmilyen vonallal nincsenek sszektve.)

A megjelen fggvnyen jelljk ki jelmagyarzatot s trljk a DEL-gombbal. 3. Az elkszlt diagramot a szksges mrtkben formzzuk meg. Clszeren vegyk ki a

szrke htteret, ha ilyen, (dupla kattints a diagramterletre), a feliratokon, ha kplet van, akkor az indexeket tegyk a helyre, valamint a tengelyeken a szmok pontossgt lltsuk be.

4. Valamelyik mrsi pontra jobb egrgombbal kattintsunk egyet. Vlasszuk a Trendvonal felvtele menpontot!

Tpus belltsa: lineris, Egyenlet ltszik a diagramon, R-ngyzet rtke ltszik a diagramon

Szksg esetn a megjelen feliratokat akkor hzzuk arrbb, hogy a vezetrcs ne zavarjon!

5. A diagram mrett lltsuk be a lap mrethez igaztva. 6. Tltsk ki a mrsi adatok melletti cellkat! (C s D oszlopok) A cellatartomnyok

megnevezse a konkrt feladatnak megfelelen vltozhat! 7. Tltsk ki a mrsi adatok melletti cellkat! A cellatartomnyok megnevezse a konkrt

feladatnak megfelelen vltozhat! (A tblzatot lsd az Office 2003 lers 7. pontjban.) 8. A munkalap fejlcbe rjuk be nevnket, a mrsi feladat cmt s a dtumot! (A jegyzknyv

els oldalval egyezen.) 9. Nyomtats eltt nzzk meg a nyomtatsi kpet! A nyomtats nem lehet egy oldalnl tbb.

Szksg esetn llthatunk a margn, lehet fektetett formtumot hasznlni.

Konduktometris titrls kirtkelse Excel program segtsgvel Alapszint

1. A mrsi adatokat rjuk be a tblzat egyms melletti oszlopaiba. Az els oszlopba kerl a

fogys, a msodikba a mrt vezetst rjuk! 2. brzoljuk a fggvnyt a diagramvarzslval:

Jelljk ki a mrsi adatok cellatartomnyt (mindkt oszlopot), majd kattintsunk az eszkzsoron a diagramvarzslra.

Diagramvarzsl 1. lps: Diagramtpus vlasztsa: kizrlag a Pont (XY) vlaszthat! Altpusok: bal fels, ahol csak a fggvny pontjai lthatk s semmilyen vonallal nincsenek sszektve.

Diagramvarzsl 2. lps: nincs teend.

Diagramvarzsl 3. lps: Kitltend: diagramcm, rtktengely (x), rtktengely (y) Jelmagyarzat: a Jelmagyarzat ltszik eltti kockbl vegyk ki a pipt!

Diagramvarzsl 4. lps: nincs teend.

- 18 -

3. Az elkszlt diagramot a szksges mrtkben formzzuk meg. Clszeren vegyk ki a szrke htteret (dupla kattints a diagramterletre), a feliratokon, ha kplet van, akkor az indexeket tegyk a helyre, valamint a tengelyeken a szmok pontossgt lltsuk be.

4. A diagram fejlcbe rjuk be nevnket, a mrsi feladat cmt, s a dtumot! (A jegyzknyv els oldalval egyezen.) Kijellt diagram mellett a nyomtatsi kp megtekintsekor a Bellt gombra kattintva a fejlc (lfej) kitlthet.

5. A kirtkelshez felttlenl belltand formzsok:

A fogys tengelyen a sklt lltsuk be (kattintsunk dupln a tengelyre): Skla: Minimum: 0 cm3 Maximum: a legnagyobb fogys F lptk: 1 Kis lptk: 0,1

A fggleges vezetrcsok belltsa. Elszr lltsuk be a f vezetrcsokat. (Diagramterleten jobb egrgomb/Diagram belltsai menpont/Rcsvonalak flre kattintva jelljk be az rtktengely (X) alatt a F vezetrcsokat.) A megjelen fggleges vezetrcsra dupln kattintva lltsuk be a vastaggt a 3. legersebbre. Ezutn az elzhz hasonlan lltsuk be a segdrcsokat, de ennek vastagsgt ne nveljk.

6. Nyomtats eltt nzzk meg a nyomtatsi kpet! Ha a nyomtats eltt a diagram kijellt llapot, akkor csak diagram kerl kinyomtatsra.

7. A kinyomtatott diagramra rajzoljuk be a kirtkelshez szksges egyeneseket, s olvassuk le a metszspontban a fogyst!

- 19 -

Konduktometris titrls kirtkelse Excel program segtsgvel (Halad) A cellahivatkozsok a mintapldra vonatkozik. Ha az adatokat msknt helyeztk el a tblzatban,

akkor a megadott cellahivatkozsokat rtelemszeren aktualizlni kell!

A B 1. A mrsi adatokat rjuk be a tblzat egyms melletti oszlopaiba. Az els oszlopba kerl a fogys, a msodikba a mrt vezetst rjuk!

2. Helyezzk a kurzort egy res cellra s kattintsunk a diagramvarzslra! 1. lps: vlasszuk ki Pont(XY) fggvnyt s az 1. altpust, ahol csak a fggvny pontjai ltszanak, aztn kattintsunk a Tovbb gombra. 2. lps: Vlasszuk az Adatsor flet, kattintsunk a Hozzads gombra! Kitlts: A nv mezt nem kell kitlteni. X rtkek: = Munkalapnv!$A$3:$A$15 Megjegyzs: az X rtkeket kzzel is berhatjuk, de egyszerbb, ha az egrrel az A3 cellba kattintva lehzzuk az egeret az A15 cellig. Ekkor a fenti rtk automatikusan berdik. Y rtkek: = Munkalapnv!$B$3:$B$15 Megjegyzs: az Y rtkeket kzzel is berhatjuk, de egyszerbb, ha az egrrel az B3 cellba kattintva lehzzuk az egeret a B15 cellig. Ekkor a fenti rtk automatikusan berdik. A cellatartomny kivlasztst neknk kell meghatrozni, gy, hogy kivlasztjuk a legkisebb vezetsi rtket, s az elz pontig tart az els adatsor. A Hozzads gombra kattintva kijelljk a vezetsi titrls emelked szakasznak adatsort: X rtkek: =Munkalapnv!$A$17:$A$25 Y rtkek: = Munkalapnv!$B$17:$B$25 aztn kattintsunk a Tovbb gombra.

1 Fogys Vezets 2 cm3 mS 3 0 65,0 4 1 61,3 5 2 59,8 6 3 57,6 7 4 57,4 8 5 54,3 9 6 51,2 10 7 48,7 11 8 44,9 12 9 44,0 13 10 41,6 14 11 39,2 15 12 37,3 16 13 36,0 17 14 39,3 18 15 41,0 19 16 43,6 20 17 47,0 21 18 51,0 22 19 52,4 23 20 55,0 24 21 60,0 25 22 63,9

3. lps: A Cmek flre kattintva tltsk ki a mezket: Diagramcm: Knsav konduktometris titrlsa rtktengely (X): NaOH fogys, [ml] rtktengely (Y): Vezets [mS] Rcsvonalak flre kattintva csak az rtktengely (X) f vezetrcsot jelljk meg. Jelmagyarzat fln a Jelmagyarzat ltszik jellst vegyk ki, aztn kattintsunk a Tovbb gombra. 4. lps: Nincs teend. Vlasszuk a Befejezs gombot.

3. A ksz titrlsi grbt a szksges mrtkben formzzuk meg. Vegyk ki a szrke htteret. A fogys tengelyre dupln kattintva lltsuk be a skln a f lptket 1-re (1 ml), a kis lptket pedig 0,1-re. Minimum rtke nulla, maximum pedig a legnagyobb fogys rtke legyen! rdemes a korrelcis egyenesek egyenleteinek fehr htteret adni. Ez eltakarja a rcsvonalakat, s az egyenlet jobban olvashat.

4. Egyenes illesztse elszr az els adatsorra: Kattintsunk az els adatsor egyik pontjra az egr jobb gombjval, majd vlasszuk a Trendvonal felvtele parancsot. Belltandk: Tpus: lineris Egyebek fln pedig jelljk be, hogy az Egyenlet ltszik a diagramon, valamint azt hogy R-ngyzet rtke ltszik a diagramon. Elrejelzs: Elre 1,5 egysg, Vissza 0 egysg.

- 20 -

5. Egyenes illesztse a msodik adatsorra: Kattintsunk a msodik adatsor egyik pontjra az egr jobb gombjval, majd vlasszuk a Trendvonal felvtele parancsot. Belltandk: Tpus: lineris Egyebek fln pedig jelljk be, hogy az Egyenlet ltszik a diagramon, valamint azt hogy R-ngyzet rtke ltszik a diagramon. Elrejelzs: Elre 0 egysg, Vissza 1,5 egysg. Ekkor gy nz ki a diagram:

6. rdemes a f vezetrcsokat eggyel vastagabb vonalra lltani gy, hogy dupln kattintunk

r, s belltjuk az egyel ersebb vonalvastagsgot. 7. Ha most a Diagram belltsai paranccsal kijelljk a segdvezet rcsokat is, akkor a

titrlsi grbn az egsz kbcentimterek kicsit vastagabban, a tized kbcentimterek vkony vonallal ltszanak. A kpernyn ez a klnbsg nem ltszik, de nyomtatsban igen. Akr leolvashatjuk a kt egyenes metszspontjt, ami a vezetsi titrls egyenrtkpontjnak felel meg.

A kt egyenes metszspontjt meghatrozhatjuk a kt egyenes egyenletvel is. 8. rassuk ki mindkt egyenes meredeksgt s tengelymetszett, valamint a korrelcis

egytthat ngyzett:

D E 1 Meredeksg1: =MEREDEKSG(B3:B15;A3:A15) 2 Tengelymetszet1: =METSZ(B3:B15;A3:A15) 3 R2: =HATVNY(KORREL(B3:B15;A3:A15);2)

G H 1 Meredeksg2: = MEREDEKSG(B17:B25;A17:A25) 2 Tengelymetszet2: =METSZ(B17:B25;A17:A25) 3 R2: = HATVNY(KORREL(B17:B25;A17:A25);2)

A minta adataival szmolva ez ltszik: D E F G H

1 Meredeksg1: -2,3126 Meredeksg2: 3,0600 2 Tengelymetszet1: 64,8220 Tengelymetszet2: -4,7244 3 R2: 0,99150 R2: 0,98688

- 21 -

Ez azt jelenti, hogy az els egyenes egyenlete: G = 2,3126V + 64,8220 (G: vezets, V: fogys) a msodik egyenes egyenlete: G = 3,0600V 4,7244

Az egyenrtkpontban 2,3126V + 64,8220 = 3,0600V 4,7244

amibl ),(,),(,

312620600372444822064

V = 12,94

Termszetesen ezt az Excel segtsgvel is kiszmthatjuk: Fogys: =(E2-H2)/(H1-E1) cm3

9. A mrlombik, a pipetta trfogatainak, a knsav molris tmegnek bersval, valamint reagl anyagok sztchiometriai arnyval vgeredmnyt is szmthatunk:

D E F 6 Fogys: =(E2H2)/(H1E1) cm3 7 cp(NaOH) 0,4955 mol/dm3 8 Mrlombik: 100 cm3 9 Pipetta: 20 cm3 10 Molris tmeg: 98 g/mol 11 NaOH:H2SO4 arny: 0,5 12 Knsav tmege: =E6*E7*E10*E11*E8/E9/1000 g

10. A jl vgzett kirtkels a kvetkez eredmnyt adja:

10. A munkalap fejlcbe rjuk be nevnket, a mrsi feladat cmt s a dtumot! (A jegyzknyv

els oldalval egyezen.) 11. Nyomtats eltt nzzk meg a nyomtatsi kpet! A nyomtats nem lehet egy oldalnl tbb.

Szksg esetn llthatunk a margn, lehet fektetett formtumot hasznlni.

- 22 -

Potenciometrikus titrls kirtkelse Excel program segtsgvel

1. A mrsi adatokat rjuk be a tblzat egyms melletti oszlopaiba. Az els oszlopba kerljn a fogys, a msodikba a mrt elektrdpotencil (esetleg pH).

2. A harmadik oszlopba az elektrdpotencilt, vagy pH-t rjuk: A B 1 Fogys (mL) pH 2 0 4,0 3 1 4,2 4 2 4,5

3. brzoljuk a fggvnyt a diagramvarzslval: Jelljk ki a mrsi adatok cellatartomnyt, majd kattintsunk az eszkzsoron a diagramvarzslra.

Diagramvarzsl 1. lps: Diagramtpus vlasztsa: kizrlag a Pont (XY) vlaszthat! Altpusok: baloldalon, fellrl a msodik, ahol a fggvny pontjai lthatk s grbtett vonallal vannak sszektve.

Diagramvarzsl 2. lps: nincs teend.

Diagramvarzsl 3. lps: Kitltend: diagramcm, rtktengely (x), rtktengely (y) Jelmagyarzat: a Jelmagyarzat ltszik eltti kockbl vegyk ki a pipt!

Diagramvarzsl 4. lps: nincs teend.

4. Az elkszlt diagramot a szksges mrtkben formzzuk meg. Clszeren vegyk ki a szrke htteret (dupla kattints a diagramterletre), a feliratokon, ha kplet van, akkor az indexeket tegyk a helyre, valamint a tengelyeken a szmok pontossgt lltsuk be.

5. A diagram fejlcbe rjuk be nevnket, a mrsi feladat cmt, s a dtumot! (A jegyzknyv els oldalval egyezen.) Kijellt diagram mellett a nyomtatsi kp megtekintsekor a Bellt gombra kattintva a fejlc (lfej) kitlthet.

6. Nyomtassuk ki gy, hogy a teljes titrlsi grbe lthat legyen. Ha a nyomtats eltt a diagram kijellt llapot, akkor csak diagram kerl kinyomtatsra.

7. Ezutn a kirtkelshez felttlenl belltand formzsok:

A fogys tengelyen a sklt lltsuk be (kattintsunk dupln a tengelyre): Skla: Minimum: a lthat fogys eltt kb. 5 cm3 Maximum: a lthat fogys utn kb. 5 cm3 F lptk: 1 Kis lptk: 0,1

A fggleges vezetrcsok belltsa. Elszr lltsuk be a f vezetrcsokat. (Diagramterleten jobb egrgomb/Diagram belltsai menpont/Rcsvonalak flre kattintva jelljk be az rtktengely (X) alatt a F vezetrcsokat.) A megjelen fggleges vezetrcsra dupln kattintva lltsuk be a vastaggt a 2. legersebbre. Ezutn az elzhz hasonlan lltsuk be a segdrcsokat, de ennek vastagsgt ne nveljk.

8. Nyomtats eltt nzzk meg a nyomtatsi kpet! A kinyomtatott diagramon hatrozzuk meg a fogyst!