Analytisk kemi

Plocka fram

• Fraktionssamlare
• jod
• heptan
• separertratt
• dest. vatten
• TLC-plattor
• Diffusionskammare

Vad är analytisk kemi?

1. Återkoppling: Vad gör en kemist idag?
   • Mycket analytisk kemi
2. Har eleverna ägnat sig åt någon analytisk kemi själva?
   • Så snart man ska ta reda på vad som bildats!
3. Upptäckare av grundämnen - många svenskar! 😊

Analytiska metoder

• Gravimetri
• Titrimetri
• Kromatografi
• Spektroskopi
• Elektrokemi

Gravimetri

Analys med hjälp av vågen

Används inte så mycket idag...

Titrimetri

Titrering till omslag

• Detta har ni ju gjort, eller hur!

Syrabastitrering

Redoxtitrering

Komplexometrisk titrering

Kromatografi

Viktigt och nytt (för er)!

Olika molekylslag fördelar sig mellan på olika sätt mellan två faser: En mobil och en stationär fas.

En jämvikt uppstår!

• X(aq) ⇌ X(org)
• \(K_{\text{D}} = \frac {\text{[X(org)]}}{\text{[X(aq)]}}\)

"Mobil" och "stationär" fas - vad menar karln!?

Stationär och mobil fas.

En kromatografikolonn

Innehåller en matrix av organiskt material

• Matrixen = pyttesmå kulor med långa opolära kedjor, t.ex.

En blandning av blå (Bl), gröna (Gr) och röda (Rö) ämnen sätts på kolonnen

Elueringsvätska hälls på

• I detta exempel vatten, men kan vara många olika saker

Olika ämnen bromsas olika mycket av matrixen

• Röd, grön, blå!

Ämnena separeras!

Varför bromsas olika ämnen olika mycket av matrixen?

Jämvikter uppstår mellan det ämnet löst i elueringsvätskan och i matrixen

\[K_{\text{D, Ro}} = \frac {\text{[Ro(org)]}}{\text{[Ro(aq)]}} < K_{\text{D, Gr}} = \frac {\text{[Gr(org)]}}{\text{[Gr(aq)]}} < K_{\text{D, Bl}} = \frac {\text{[Bl(org)]}}{\text{[Bl(aq)]}}\]

Ju högre konc. i den organiska fasen (täljaren), desto

1. längre tid tillbringar ämnet i den organiska fasen
2. mer bromsas ämnet
3. högre blir K_D.

Storlekskromatografi (gelfiltrering)

Innehåller en matris av porösa kulor.

Små partiklar går in och ut i de porösa kulorna, och bromsas upp av dessa.

Större partiklar går den snabba vägen igenom, utan att passera genom kulorna.

Storlekskromatografi sorterar partiklar med avseende på storlek.

Större partiklar eluerar ut fortare än små partiklar.

Gelfiltreringskolonn.

Jonbyteskromatografi

Innehåller gigantiska joner (som sitter fast på matrixen).

Motjonerna kan bytas ut mot andra joner i lösningen.

En Ca²⁺-lösning hälls på en katjonbytarkolonn (enligt fig. s. 101)

Ca²⁺-jonerna byts ut mot H⁺-joner.

Räkna igenom exempel 10.1

TLC (Thin layer chromatography, tunnskiktskromatografi)

Ett antal punkter med prov som ska analyseras sätts ut på ett kromatografipapper eller speciell tunnskiktsplatta.

Pappret/plattan doppas ned i en elueringslösning.

Elueringslösningen sugs upp i pappret/plattan p.g.a. kapillärkraften.

Elueringslösningen drar med sig ämnena i proven uppåt.

Olika ämnen löser sig olika bra i elueringslösningen, och därför separeras de från varandra.

HPLC (högpresterande vätskekromatografi)

TLC (tunnskiktskromatografi).

HPLC (High Performance Liquid Chromatography).

Kolonnen innehåller en matrix med mycket små korn, men med mycket stor yta

• Ju större yta, desto effektivare separation

För att trycka igenom lösningen genom kolonnen behövs högt tryck

Detektorn

• Ofta en UV-detektor
• Provet (eluatet) passerar genom en tunn kyvett, som lyser med UV-ljus på provet, och mäter absorbansen
• När absorbansen stiger, betyder det att något – ex. protein eller DNA – passerar genom kyvetten, och ned i röret i fraktionssamlaren.

GC (gaskromatografi)

Hur en GC (gaskromatograf) fungerar.

I stället för elueringsvätska används en bärgas, ofta N₂(g)

Ämnena som ska separeras från varandra förgasas i den heta ugnen

Precis som innan, ämnena trycks genom en kolonn

Vid slutet av kolonnen förbränns ämnet i en vätgaslåga.

Vid förbränningen bildas joner, konduktiviteten ökar - och detekteras med platinaelektroder, som mäter konduktiviteten i lågan

Förändringen i konduktivitet mäts med hjälp av dator.

Retentionstiden, d.v.s. den tid det tar för provet att komma ut ur kolonnen bestäms.

• Olika ämnen bromsas upp olika mycket.
• Okända ämnens retentionstid jämförs med kända ämnens.
• De okända ämnena kan därmed bestämmas.

Numera: GC ofta kopplat till masspektrometer för direkt bestämning av ämnen (istället för förbränning i vätgaslåga).