I don’t want to
know the answers, I don’t need to understand
2011. sügis
KEEMILISE ANALÜÜSI ÜLDKÜSIMUSED
1. Analüüsiobjekt, proov , analüüt, maatriks . Tooge näiteid.
Analüüsiobjekt on objekt, mille keemilist koostist me määrata
soovime . Enamasti ei määrata
mitte proovi täielikku koostist, vaid ainult mõnede konkreetsete ainete – analüütide –
sisaldust, nt pestitsiidide sisaldust puuviljades või askorbiinhappe määramine mahlas.
Analüüsiobjektid on enamasti liiga suured, et neid tervenisti analüüsida (nt kui soovime
analüüsida vee kvaliteeti Emajões või suurt
partiid apelsine), seetõttu võetakse
analüüsiobjektist proov. Prooviks nimetatakse analüüsiobjekti seda osa, mida kasutatakse
analüüsil, nt võetud pudelitäis vett või partiist välja valitud kolm apelsini. Analüüt on aine,
mille sisaldust analüüsiobjektis määratakse, nt tiabendasool puuvilja puhul või vask
metallisulamis. Analüüt võib olla nii element (nt
joogivee kaaliumisisaldus),
ioon (
juurvilja nitraadisisaldus),
molekul (askorbiinhape puuviljas, benseen
bensiinis ), ainete kogum (nt
leiva kiudainesisaldus). Samas ka nt
kroomi võib määrata erinevalt, kas kroomi üldsisaldust
vees, kroom IV sisaldust vees või kromaatiooni CrO 2-
4 sisaldust vees. Cr(IV) esineb vees
peamiselt kahe ioonina: kromaatioon CrO 2-
4 neutraalses ja aluselises keskkonnas,
dikromaatioon Cr
2-
2O7 happelises keskkonnas. Võimalik on määrata ka nt ainult lahustunud
analüüdiosa. Maatriks on proovi see osa, mis ei ole analüüt. Seega proov = maatriks +
analüüt. Eristatakse
kvalitatiivset analüüsi (millised ained on uuritavas objektis) ja
kvantitatiivset analüüsi (kui palju mingeid aineid sisaldab uuritav objekt).
NT:
Joogivesi analüüsipbjektiks, prooviks mingi osa sellest, analüüdiks Cr6+ ja
maatriksiks kõik muu. Analüüsiobjektiks kast apelsine, prooviks valitakse mingi osa neist, analüüdiks
tieabendasool ja maatriks kõik muu.
2. Tüüpiline keemilise analüüsi käik. Selgitage näite varal .
Meetodi/metoodika valimine > metoodika
valideerimine > proovi võtmine > proovi jagamine
identseteks alamproovideks > proovi ettevalmistamine (nt mineraliseerimine,
ekstraheerimine) ja lahuse valmistamine > segajate mõju elimineerimine (eraldamine,
maskeerimine,
modifitseerimine ) > kalibreerimisproovide/ -lahuste valmistamine >
analüüsiaparatuuri
kalibreerimine > füüsikaliste või keemiliste suuruste mõõtmine >
arvutused ja tulemuse usaldusväärsuse (määramatuse) hindamine.
3. Analüüsimeetodi ja analüüsimetoodika selektiivsus. Tooge näiteid selektiivsusest ja
segavatest mõjudest.
Keemilise mõõtmise üheks võtmeküsimuseks on selektiivsus, oluline on tagada, et
mõõdetakse just analüüdi sisaldust ja mitte mõnd teist ainet. Tuleb teha kindlaks, et
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
analüütiline
signaal on põhjustatud just analüüdist, ei ole põhjustatud
mingite teiste ainete
poolt ja et teised proovis sisalduvad ained ei avalda signaali tugevusele mõju.
Selektiivsus iseloomustab, mil määral saab metoodikaga määrata analüüti ilma, et teised
ained segaksid.
Spetsiifilisuse all mõeldakse 100%-list selektiivsust. Meetodid on väga harva
spetsiifilised , metoodikad võivad
kitsas rakendusalas seda olla. Proovi komponente, mis
segavad analüüdi määramist, nimetatakse segajateks.
Segaja võib toimida kahel moel: kas
käituda nagu analüüt ja tugevdada analüütilist signaali (saadakse kõrgemad tulemused) või
segab metoodika toimimist (tulemused võivad olla nii kõrgemad kui madalamad tegelikust).
Tuleb teada, milliseid aineid võib proov oma olemusest ja päritolust tulenevalt
sisaldada . Nt
bensoehappe määramisel bensaldehüüdis happe-alus
tiitrimisega , mis üldjuhul ei ole
bensoehappe suhtes selektiivne,
saavutatakse kõrge selektiivsus, kuna keemilistel põhjustel
bensaldehüüdis muud
happed praktiliselt puuduvad. Nt üldjuhul
tiitrimine on väga
mitteselektiivne, spektrofotomeetrilised meetodid madala/keskmise selektiivsusega,
kromatograafilised meetodid keskmise/kõrge selektiivsusega, LC-HRMS on väga selektiivne.
4. Analüüsimetoodika määramispiir, avastamispiir ja lineaarne ala
Avastamispiir (LoD) on vähim analüüdi sisaldus proovis, mida on võimalik antud
metoodikaga usaldusväärselt
avastada ja identifitseerida. Määramispiir (LoQ) on vähim
analüüsi sisaldus proovis, mida on võimalik kvantitatiivselt määrata. Avastamispiir on oluline
eelkõige madalate sisalduste määramise metoodikatele, nt kui määratakse keelatud või
ebasoovitavaid aineid, nt kemikaale toiduainetes,
saasteaineid mullas,
dopingukontroll .
Lineaarne ala on selline ala analüüdi signaali / kontsentratsiooni graafikul, mis on lineaarne.
Tööala on üldjuhul lineaarsest alast laiem, samuti ei pea analüüdi määramiseks alati
lineaarset funktsiooni kasutama.
5. Analüüsimetoodika saagis, selle määramine
Saagis näitab, milline osa proovis sisalduvast analüüdist saab mõõdetud ehk siis mõõdetud
analüüdisisalduse ja tegeliku sisalduse suhe. Metoodika saagis iseloomustab metoodika
võimet määrata kogu proovis sisalduv analüüt, saagist väljendatakse enamasti protsentides.
Saagise määramiseks on kolm peamist võtet: 1. Kasutada rikastatud proovi (lisamismeetod)
2. Kasutada referentsmaterjale 3. Kasutada võrdluseks tulemust, mis on saadud teisel
põhimõttel töötava meetodi abil. Saagis võib olenevalt analüüdi sisaldusest kõvasti
varieeruda.
6. Analüüsimeetod ja analüüsimetoodika. Selgitage erinevust, tooge näiteid?
Analüüsimeetod on põhimõtteline menetlus teatud liiki objektides teatud analüüdi sisalduse
määramiseks, nt
EDTA -tiitrimine. Analüüsimetoodika on
detailne eeskiri mingi analüüsi
läbiviimiseks, nt tsingi määramine vase-tsingi sulamis EDTA-tiitrimisega; metoodiks
detailsuse aste võib minna koguni nt anuma kuju ja väga täpsete ainekogusteni.
Analüüsimeetodid jagatakse keemilisteks (tiitrimeetria, gravimeetria, ...), füüsiko-
keemilisteks (elektrokeemilised, kromatograafilised), füüsikalisteks (
spektromeetria ).
Analüüsimetoodika
rakendusala määratleb, milliseid analüüte, millistes maatriksites ja
millistes sisalduse vahemikes on võimalik antud metoodika abil määrata. Olenevalt
maatriksist võib sama analüüdi määramiseks olla vajalik erinevate metoodikate rakendamine,
nt bensoehappe määramine limonaadis
HPLC (high-performance
liquid chromatography) on
tehtav lihtsalt proovi lahjendades, bensoehappe määramiseks majoneesis on vajalik proovi
keerukas ettevalmistamine. Meetodi/ metoodika karakteristikud: selektiivsus, täpsus, õigsus,
avastamispiir, määramispiir,
lineaarsus , kapriissus, kiirus, vajalik proovi suurus.
Metoodika täpsuse all võib mõelda summaarset täpsust või kordustäpsust. Tõesus on
metoodika omadus anda tõelisele väärtusele lähedasi tulemusi. Metoodika tõesust
iseloomustab süstemaatiline viga. Kogu viga koosneb süstemaatilisest ja juhuslikust veast.
Kordustäpsust väljendatakse tihti standardhälbe kaudu. Referentsmaterjalid, laboritevahelised
võrdlusmõõtmised. Tundlikkust väljendatakse tihti kalibreerimisgraafiku tõusu abil.
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
Kapriissus iseloomustab metoodika tundlikkust metoodika parameetrite väikeste muutuste
suhtes. Robustsus väljendab kapriissust, ainult teisest
suunast vaadatuna.
7. Analüüsimetoodika vastavus analüüsi eesmärgile. Tooge näiteid.
Eesmärgile vastavuse hindamisel tuleb arvestada saadud tulemuse, veahinnangu,
avastamispiiri, korduvuse, tõususega. Valideerimine on protsess, mille käigus selgitatakse
välja, kas metoodika vastab eesmärgile, st kas ta kõlbab analüüsiks, mille jaoks teda
rakendada soovitakse. Valideerimise olulisemateks vahenditeks on referentsmaterjalid,
laboritevahelised võrdlusmõõtmised.
8. Ainete kontsentratsioonid lahustes. Kontsentratsioonide väljendusviisid.
Kontsentratsioon iseloomustab analüüdi sisaldust proovis. Väljendamine tavapärasel viisil:
molaarselt (mol/l), massiprotsent, moolmurd,
molaalsus (mol/kg), mass massi kohta.
Normaalseks kontsentratsiooniks nimetatakse
gramm -ekvivalentide arvu 1 l lahuses. Tiitriks
nimetatakse titrandi massi lahuse ruumala kohta. Tiiter analüüdi suhtes: analüüt (ml)/titrandi
(g) suhtes.
9. Aine analüütiline ja tasakaaluline kontsentratsioon. Nende erinevus.
Analüütiline kontsentratsioon iseloomustab analüüdi kontsentratsiooni lahuses, tasakaaluline
kontsentratsioon näitab analüüdi kontsentratsiooni arvestades dissotsiatsiooni. Nt arvutame
analüütilise kontsentratsiooni vastavalt lahusele lisatud ainekogusele. Tegelikult püstitub
lahuses tasakaal ja tegelik lahuse kontsentratsioon on erinev. Tugevate aluste ja hapete korral
on
dissotsiatsioon peaaegu täielik ja ka analüütiline ja tasakaaluline kontsentratsioon
langevad praktiliselt kokku. Nõrkade aluste ja hapete puhul, vähelahustuvate soolade puhul
erinevad analüütiline ja tasakaaluline kontsentratsioon oluliselt. Tasakaaluline
kontsentratsioon sõltub temperatuurist, pH-st, dissotsiatsioonikonstandist jne.
KVANTISEERIMISMEETODID, ANALÜÜSITULEMUSTE USALDUSVÄÄRSUS JA
MÄÄRAMATUS
10. Absoluutsed ja suhtelised meetodid. Selgitage erinevust. Tooge näiteid.
Kvantitatiivse analüüsi absoluutsed meetodid ei vaja analüüdiga kalibreerimist.
Suhteliste meetodite puhul on analüüdiga kalibreerimine vajalik. Absoluutsed meetodid on nt
tiitrimeetria (happe-alus tiitrimine), gravimeetria (
nikli määramine dimetüülglüoksiimiga – ei
ole vaja valmistada standardlahuseid). Suurem osa
meetodeid ei ole absoluutsed. Suhtelised
meetodid on nt UV-Vis ja IR
spektroskoopia , AAS ja AES spektroskoopia,
kromatograafia ,
potentsiomeetria.
11. Kalibreerimisgraafiku kasutamine keemilisel analüüsil. Ohud ja võimalused nende
kõrvaldamiseks.
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
Kalibreerimisgraafiku meetod on põhiline kalibreerimismeetod. Valmistatakse standard- ehk
kalibreerimislahused erineva analüüdi
kontsentratsiooniga , nende abil koostatakse
kalibreerimisgraafik. Kalibreerimisgraafiku meetodi eelduseks on see, et analüüt peab
standardlahuses mõjutama analüütilist signaali sama moodi nagu proovis. See ei pruugi alati
maatriksefektide tõttu kehtida, vahel on vaja segajaid eraldada või maskeerida. Oluline on, et
saadud analüütiline signaal jääks kalibreerimisgraafiku alasse.
Kalibreerimigraafiku meetodi eelised: ei nõua graafiku lineaarsust, ei nõua graafiku minekut
läbi [0,0]-punkti, annab madala määramatuse (interpoleeriv meetod), töömaht on väiksem kui
lisamismeetodil. Puudused: ei ole kasutatav, kui mõni maatriksefekt mõjutab
kalibreerimisgraafiku tõusu.
Praegusel ajal tehakse enamik analüüse kalibreerimisgraafiku meetodil. Siiani vaadeldus
kasutatakse nn absoluutkalibratsiooni. Sageli on otstarbekas kalibreerida sisestandardi
kasutamisega, mis võimaldab arvestada proovi sisestamise ebatäpsust ja süstemaatilisi efekte
proovi ettevalmistamisel. Telgedele kantakse sel juhul signaalide ja kontsentratsioonide
suhted.
Ohud: õige on hinnata lineaarsust residuaalide (sirgest hälbimise) järgi. Lineaarsus on õigesti
hinnatud, kui residuaalid on suvalised. Kui residuaalid ei ole suvalised (nt kalduvad ühele
poole), siis ei ole ilmselt tegemist päris lineaarse sõltuvusega. Teine oht: kõiki
kalibreerimisgraafiku punkte ei saa kirjeldada ühe sirgega (lineaarne ala on olemas, kuid ei
hõlma kogu graafikut) - sel juhul saab erinevaid kontsentratsioonivahemikke kirjeldada
erinevate funktsioonidega (jagame graafiku osadeks ja omistame igale osale sobiva
funktsiooni).
12. Lisamismeetod keemilisel analüüsil. Selle eelised ja puudused võrreldes
kalibreerimisgraafiku meetodiga.
Lisamismeetod on vähem levinud – proovi lahusele lisatakse kindlas koguses analüüti ja
mõõdetakse analüütilist signaali saadavates lahustes. Eeldused:
graafik peab olema lineaarne
ja läbima punkti [0,0]. On rida meetodeid, mille puhul need eeldused täidetud ei ole. Eelised:
võimaldab töötada olukorras, kus maatriksefektid ei lase kalibreerimisgraafiku meetodit
kasutada, proovi maatriks sisaldub kõigis lahustes, mida mõõdetakse. Puudused: ei ole
kasutatav mittelineaarse graafiku korral või kui funktsioon ei läbi 0-punkti, ei ole kasutatav,
kui maatriksefekt mõjutab vabaliiget, töömahukam, ekstrapoleeriv.
13. Lineaarne regressioon . Saadavate tulemuste täpsus. Eelised ja puudused.
Nii kalibreerimisgraafiku- kui lisamismeetod põhinevad lineaarsel regressioonil – s.o.
statistiline meetod, mis asetab sirge läbi katsepunktide nii, et kõigi punktide saadavast sirgest
y-telje sihiliste hälvete
ruutude summa oleks minimaalne. Neid hälbeid nimetatakse
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
residuaalideks (resiidideks). Saadavat sirget saab iseloomustada tõusu ehk lineaarliikme ning
vabaliikme ehk algordinaadi kaudu.
Lineaarne regressioon eeldab katsepunktide ühtlast hajumist saadava sirge ümber, samas
enamiku seadmete signaalide hajuvus sõltub (proportsionaalselt) analüüdi kontsentratsioonist,
seega kõrgema kontsentratsiooni punktid omavad lineaarregressiooni sirge kujundamisel
suuremat kaalu. Pm võiks kasutada ka kaalutud regressiooni meetodit, seda aga ei
tehta , sest
see on
keerukam . Tihti ei pruugi analüüdi kontsentratsiooni ja signaali siduv funktsioon üldse
sirge olla, sel juhul ei ole lineaarne regressioon
rakendatav , võib kasutada mittelineaarset
regressiooni või
katsuda leida vastav funktsioon mõnel muul meetodil. Kui pole vaja väga
suurt täpsust, on võimalik jagada funktsioon mitmeks lineaarseks alaks. Tihti kaotab graafik
lineaarsuse just väga madalatel kontsentratsioonidel.
14. Mõõtemääramatuse e. määramatuse mõiste. Määramatus ja viga.
Mõõtemääramatus on mõõtetulemusega seotud parameeter, mis iseloomustab teatud
tõenäosusega seda, et analüüsil saadud tulemus on mingites piirides. Määramatus ei tähenda
valesti mõõtmist. Mõõteviga iseloomstab tegeliku suuruse ja mõõdetud suuruse erinevust.
15. Millised määramatuse allikad esinevad keemilisel analüüsil? Millised neist on
enamasti rohkem ja millised vähem olulised?
Proovi võtmine (mitteesinduslikkus), proovi eeltöötlus (proovi
ebahomogeensus , analüüdi
proovist eraldamise ebatäielikkus, analüüdi
adsorptsioon või
lagunemine või lendumine,
ebatäielik
reaktsioon , saastumine), lahuste valmistamine,
kaalumine , kalibreerimine,
mõõtmine (segajad,
korduvus ,
triiv , mäluefektid).
LABORITÖÖ PRAKTILISED ASPEKTID
16. Ainete puhtus . Miks on ainete puhtus raskesti määratletav? Tooge näiteid erinevate
kasutusvaldkondade jaoks olulistest ja ebaolulistest lisanditest.
Lisandid on ainetes nt seepärast, et sünteesi lähteained ei ole puhtad, sünteesil tekivad
kõrvalproduktid, aine puhastusprotsessist tulenevad lisandid, lisandid tekivad nt aine
seisnemisel lagunemisel, saastumine õhu ja veeauruga, reaktsioon õhu
komponentidega ,
pakendist
imbub lisandeid. Puhtust võib määratleda põhiaine või
lisandite kaudu. Puhtust
saab iseloomustada füüsikaliste omaduste abil (tihedus,
sulamistemperatuur ,
murdumisnäitaja), intrumentaalmeetodite abil (kromatograafia, spektroskoopia). Puhtust on
raske määratleda, sest oluline on puhtus igal konreetsel juhul eraldi – mingi
lisand võib olla
olenevalt asjaoludest kas väga oluline või täiesti ebaoluline antud analüüsi seisukohalt. Nt
raskmetalli jälgede määramisel
NaOH -ga peab NaOH olema väga puhas raskmetallide osas,
samas nt 5% Na2CO3 sisaldus ei ole oluline. Samas nt happe-aluse tiitrimisel võib NaOH
sisaldada raskmetalle, kuid naatriumkarbonaadi sisaldus peab olema võimalikult madal )alla
0.1%). Seega puhtust tuleb määrata konkreetse rakenduse seisukohalt.
Puhtuse kohta on
erinevaid standardeid, ACS, ISO, ASTM, tootjate klassifikatsioonid, ühtset süsteemi pole.
Proovi nimetatakse puhtaks, kui see on piisavalt puhas konkreetse rakenduse jaoks.
17. Reaktiivide käsitsemine ja säilitamine.
Äsja avatud reaktiivianuma korral võib kvaliteedi ja spetsifikatsiooni kokkulangemises üsna
kindel olla, edasine kvaliteedi muutus sõltub käsitsemisest. Reaktiivide säilitamisel: kaitse
valguse eest (eriti halogeenitud solvente), hoia jahedas, kuivas, jälgi tootja ettekirjutusi,
toksilisi ja lenduvaid aineid hoia tõmbekapis; kui säilivustähtaeg puudub, võib arvestada 3-5
aastaga.
18. Selgitage järgmiste siltide sisu:
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
19. Lahustite puhtus. Miks on lahustite puhtus iseäranis oluline? Selgitage näidete varal
erinevate lisandite sisalduse erinevast mõjust erinevate kasutusvaldkondade jaoks.
Lahustite puhtus on eriti oluline, sest lahusti sisaldus on lahuses lahustunud aine sisaldusest
suurusjärkudes suurem. Seega juba väike kogus lisandeid võib avaldada suurt mõju. Olulisim
lahusti on vesi. Nt lahusti Na-sisaldus on puuduseks, kui määrame Na sisaldust
ioonselektiivse elektroodiga, samas nt puhverlashuse valmistamsieks ei mängi sama Na-
sisaldus erilist rolli. Nt SiO2 sisaldus segab, kui mõõdame SiO2 sisaldust silikaatses aines,
aga tiitrimist ei sega.
20. Filtreerimine : jaotus pooride suuruste järgi.
50+ μm: makrofiltreerimine: juuksed,
karvad , pinnas
0.1-50 μm: mikrofiltreerimine:
valgud ,
bakterid , pärmseened
alla 0.1 μm: ultrafiltreerimine:
poori suurust mõõdetakse enamasti daltonites, trüpsiin,
gamma globuliin,
viirused ca 0.001 μm: pöördosmoos
21. Filtreerimine: erinevad filtrimaterjalid.
Hüdrofiilne filtermaterjal
laseb läbi nii vesilahuseid kui orgaanilisi solvente, nt
filterpaber ,
klaaskiudfilter. Hüdrofoobne filtermaterjal laseb läbi orgaanilisi solvente, kuid vesilahuseid
üldiselt mitte. Samas kui hüdrofoobset
filtrit niisutada orgaanilise lahustiga, nt etanooliga,
läheb sealt ka
vesilahus läbi. Hüdrofoobsed filtrid on head gaaside filtreerimiseks, tüüpiline
näide on
PTFE (teflon)
membraan .
Paber: odav, kiire, suure mahtuvusega, samas ei ole alati piisavalt inertne, ei kannata väga
happelist ega oksüdeerivat keskkonda,
kipub enda seest filtraadi sisse aineid lekitama,
adsorbeerib mõningaid aineid, nt valke, ei sobi, kui nõutav on steriilsus,
ebaselge pooride
suurus. Paberfiltri puhul tuleb alati otsustada, kui tihedat filtrit valida, nt amorfse sademe
eraldamiseks väikse tihedusega,
kristallide eraldamiseks keskmine läbilaskvus, kõige
peeneteralisemate kristallide jaoks ka kõige tihedam paber.
Klaaskiudfiltrid: need on mahtfiltrid, väga
inertsed , hüdrofiilsed, ei adsorbeeri orgaanilisi
molekule, kasutatavad kõrgel temperatuuril, mehaaniliselt veidi ebapüsivad, ei sobi
leelis - ja
leelismuldmetallide ja räni madalate sisalduste analüüsiks.
Nailonfiltrid: nailonkiust membraanfiltrid, suhteliselt inertne, sobib mittevesilahuste jaoks, ei
adsorbeeri eriti orgaanilisi molekule, ei pea vastu agressiivsele keskkonnale.
Tselluloosi estritest filtrid: peamiselt tselluloosi atsetaadist ja nitraadist membraanfiltrid.
Eelised: annavad võrreldes paberiga vähe enda poolt
filtraati sisse, hüdrofiilsed. Puudused:
mittevesilahustes ei ole eriti vastupidavad.
Teflonfiltrid: teflonkiust membraanfiltrid (PTFE). Üliinertsed, kõlbab ka tugevate hapete ja
aluste jaoks, piiranguid võib seada hoopis filtrihoidja materjal, teflon ei adsorbeeri orgaanilisi
molekule. Puudused: hüdrofoobne, vesilahuste filtreerimisel tuleb filtrit eelnevalt
hüdrofiliseerida.
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
Polüpropüleenist membraanfiltrid: odavam kui PTFE, keemiliselt väga püsiv, samuti
hüdrofoobne.
22. Filtreerimine: maht- ja membraanfiltreerimine, nende võrdlus
Mahtfiltreerimise korral jäävad filtreeritavad osakesed nii
filtri pinnale kui selle sisse, nt
filterpaberi korral. Eelised: odav, filtri
mahtuvus on kõrge, kõrgemad voolukiirused.
Puudused: filtrimaterjal võib filtraati saastada, pooride suurus on ebamäärane.
Membraanfiltreerimise korral jäävad osakesed vaid filtri pinnale, nt tselluloosi estritest filtrite
puhul. Eelised: pooride suuruse järgi hästi
defineeritav , olenevalt pooride
suurusest on
võimalik kinni hoida ka mikroorganisme, filtrimaterjal saastab filtraati vähe. Puudused:
suhteliselt madalad voolukiirused, kallis, madala mahtuvusega.
23. Praktilised aspektid kaalumisel analüütiliste kaaludega.
Kaalud peavad asetsema tugeval laual, hea põrandaga ruumis või kandva seina külge
kinnitatult. Ebasoodsad
asjaolud kaalude jaoks on akende või uste lähedus,
kuumutus - või
külmutusseadmete lähedus, vibratsiooniallikad, inimeste käimine, temperatuurimuutused.
Enne kaalumist tuleb veenduda, et kaal on puhas. Kaal peab enne kaalumist olema 30 min
vooluvõrgus. Kaal peab olema loodis. Enne kasutamist kalibreerida. Analüütilistel kaaludel
kaaludes tuleb tegutseda aeglaselt, lauale, kus on kaal, ei maksa toetuda ega asetada sinna
mingeid asju, kaalutav objekt asetatakse kaalukausi
keskele , suurema täpsuse saavutamiseks
tõstetakse objekte pintsettide või paberiga. Kaalutava anuma temperatuur peab olema
lähedane kaalu temperatuurile. Ei tohi kaaluda otse kaaluplaadil või
paberil .
24. Mõõtemääramatus analüütiliste kaaludega kaalumisel.
Kaalumise määramatus on üldiselt suurem kui viimase koha täpsus. Kaalu määramatust
põhjustavad piiratud komakohtade arv, kaalumise korduvus (puru kaalumise objektide küljes,
elektrostaatika , välismõjud), triiv (nt temperatuurimuutusest või õhurõhust tingitud), kaalu
mittelineaarsusest tingitud määramatus. Normaalne määramatus on 4-kohalise kaalu puhul nt
0.0004 g (k=2). Lenduvate ja hügroskoopsete ainete kaalumise määramatus võib olla
mitmekümneid
kordi kõrgem. Massiühikutes antud määramatust nimetatakse ka absoluutseks
määramatuseks. Absoluutne määramatus sõltub vähe kaalutava objekti massist, enamasti on
aga oluline suhteline määramatus. Neljakohalise kaaluga saab rahuldava täpsusega kaaluda
alates ~100 mg, alates 300mg ei ole kaalutise massi
suurenemisel enam olulist mõju
määramatusele. Lenduva või hügroskoopse aine puhul tasub analüüsimetoodikat optimeerida
nii, et lenduva või hügroskoopse aine täpne mass oleks võimalikult vähetähtis.
Elektrostaatilised häired võivad põhjustada kaalu näidu triivimist. Kaalud tasub maandada.
VEE PUHTUS JA PUHASTAMISE MEETODID
25. Vee puhtuse klassid. Milliseid parameetreid kasutatakse vee puhtuse
iseloomustamiseks?
Vee puhtuse klasse on mitmeid, nad pole isegi hästi võrreldavad. On olemas nt ISO ja ASTM
klassifikatsioonid (ISO
Grade 1, 2 ja 3, ASTM Type 1, 2 ja 3). Vee puhtuse
iseloomustamiseks kasutatakse eritakistust,
neelduvust , kuumutusjääki, oksüdeeritava aine
sisaldust, SiO2 sisaldust, pH-d, erinevate ioonide sisaldust, bakterite sisaldust. Nt ISO Grade
1 eritakistus on üle 10 MΩ, ASTM Type 1 üle 18 MΩ.
26. Vee erijuhtivuse määramine ja UV neeldumise määramine vee puhtuse
iseloomustamisel. Nende parameetrite poolt antava info võrdlus. I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
Elektrijuhtivuse/ takistuse määramisel mõõdetakse eritakistust (MΩ*cm) ja erijuhtivust
(μS/cm).
Erijuhtivus on eritakistuse pöördväärtus. Erijuhtivus näitab soolade sisaldust, samas
ei näita neutraalsete orgaaniliste ainete sisaldust. Orgaaniliste ainete sisalduse määramiseks
kasutatakse nt TOC-meetodit (
total organic carbon), ülipuhtas vees 2-5 ppb. UV-neelduvuse
mõõtmine on kasulik, kui TOC-mõõturit pole, mõõdetakse neelduvust (mida väiksem seda
parem) ja läbilaskvust % (mida suurem seda parem). UV-
neelduvus näitab orgaanilisi
lisandeid, osalt ka soolasid. Mõttekas on mõõtmisi teostada väikestel lainepikkustel. Kindlasti
tuleb kasutada kvartsist, mitte klaasist küvetti.
27. Vee puhastamise meetodid. Anda ülevaade erinevatest meetoditest ja võrrelda neid.
Destillatsioon : annab enamvähem type 2 vee, on universaalne meetod (teised meetodid on
efektiivsed kombineeritult), puudused: energiamahukus, aeglane, ei
eralda lenduvaid
orgaanilisi aineid.
Pöördosmoos.
Adsorptsioon aktiivsöel: vesi lastakse läbi aktiivsöega täidetud padruni. Väga efektiivne
orgaaniliste ühendite (ja kloori) eraldamiseks, kiire. Puudused: ei eemalda anorgaanikat, võib
vette anda söepuru.
Ioonvahetus : vesi lastakse läbi ioonvaheti. Eelised: kiire, kõige efektiivsem meetod soolade
eemaldamiseks. Puudused: madal mahtuvus, kallis, puru eraldumine vette, orgaanilised
ühendid ja baktreid võivad koguneda ioonvaheti pinnale ja selle tööd takistada.
Elektrodeionisatsioon.
UV-kiirgus: tapab
mikroorganismid (ja
lagundab osa orgaanilisi ühendeid), see on odav ja
lihtne, kuid piiratud toimega.
Ultrafiltreerimine: makromolekulide eraldamine veest suuruse järgi. Membraani poori suurus
jääb enamasti 0.001 – 0.02 μm suurusjärku. Eemaldab veest bakterid, kolloidosakesed,
biomakromolekulid, kasutusel eriti just mikrobioloogias.
Mikrofiltreerimine: eemaldab mikroosakesed, poori suurus alla 1 μm. Kasutatakse viimase
sõlmena süsteemis, et eemaldada osakesed, mis võisid vette sattuda süsteemist endast, nt
aktiivsöe puru.
Kombineeritud veepuhastussüsteemid.
28. Pöördosmoos vee puhastamise meetodina
Pöördosmoos: vesi surutakse rõhu all läbi väga peenikeste pooridega (alla 0.001 μm) filtri,
kusjuures veemolekulid lähevad läbi filtri, lahustunud ainete molekulid ja
ioonid , mis on
suuremad kui vee molekul, neist läbi ei mahu. Pöördosmoosi eelised: efektiivne,
energiasäästev (eraldab 95-98% anorgaanilistest ioonidest, peaaegu kõik
orgaanika molekulmassiga üle 100-300
daltoni ), enamasti on pöördosmoos veepuhastussüsteemide üks
esimesi
etappe . Puudused: ei eemalda päris kõiki ioone ega väikseid orgaanilisi molekule, on
aeglane.
28.2 Elektrodeionisatsioon vee puhastamise meetodina
Elektrodeionisatsioon: ioonvaheti, mille korral toimub pidev ioonvahetite
elektrokeemiline regenereerimine. Eelised: efektiivne soolade eemaldamiseks, kiire, padruneid pole vaja
regenereerida. Puudused: ei ole nii efektiivne kui tavaline ioonvaheti, võib vette puru anda,
orgaanilised ühendid ja bakterikolooniad võivad tekkida ja takistada ioonvaheti tööd.
I don’t want to know the answers, I don’t need to understand
Kõik kommentaarid