Экоаналитическая химия

1. Экоаналитическая химия Лекция 2

2. Методы концентрирования и разделения в экоанализе • Требования к методам экоаналитической химии • Основные понятия и характеристикиметодов разделения • Классификация методов разделения • Сущность отдельных методов концентрирования и разделения • Примеры разделений в экоанализе • Гибридные и комбинированные методы анализа Екоаналітична хімія. Лекція 2.

3. Требования к методам ЭАХ Низкие значения нижней границы определяемых концентраций (Сн). Высокая чувствительность. Разумные значения неопределенности (относительное стандартное отклонение Sr = Sc/C). Селективность. Доступность аппаратуры и вспомогательных средств. Дешевизна. Возможность анализа в реальном месте-в реальное время («полевой» анализ). Способность различать конкретные химические формы, в которых находится один и тот же элемент.

4. Проблема: • ПДК бериллия в питьевой воде 0.0002 мг/л или 2.2.10-8 моль/л. • Нижняя граница концентраций, определяемых распространенными методами 10-5 - 10-6 моль/л. Что делать? Екоаналітична хімія. Лекція 2.

5. Основные понятия и характеристики • Разделение – процесс или операция, в результате которой из исходной смеси получается несколько фракций. Фракции содержат индивидуальные компоненты или смеси с новым количественным и качественным составом. • Аналитическое концентрирование – повышение содержания целевого (определяемого) вещества или группы веществ по отношению к матрице или матричным компонентам. Екоаналітична хімія. Лекція 2.

6. Пример разделения с концентрированием: Фракция с повышенным соотношением целевой компонент-матрица Екоаналітична хімія. Лекція 2.

7. Количественные характеристики концентрирования и разделения • Коэффициент концентрирования/разделения q— количество; А — определяемый (целевой) компонент; J — сопутствующий (примесный) или матричный компонент (макрокомпонент). • Коэффициент (степень) выделения или извлечения Екоаналітична хімія. Лекція 2.

8. Классификация методов разделения • 1. Образование веществом новой фазы • 2. Различия в распределении веществ между 2 фазами • 3. Мембранное разделение • 4. Внутрифазное разделение (поле-поток-фракционирование- FFF: field-flow-fraction) 1 2 4 3 Екоаналітична хімія. Лекція 2.

9. Образование веществом новой фазы Екоаналітична хімія. Лекція 2.

10. Различия в распределении веществ между 2 фазами Екоаналітична хімія. Лекція 2.

11. Мембранные методы разделения Екоаналітична хімія. Лекція 2.

12. Внутрифазное разделениеFFF (проточное фракционирование в поперечном поле) Екоаналітична хімія. Лекція 2.

13. Примеры разделения: Экстракция 1 л воды + несколько мл органического растворителя, несмешивающегося с водой (ССl4,, CHCl3и др.) Екоаналітична хімія. Лекція 2.

14. Примеры экстракционного извлечения органических токсикантов из вод Екоаналітична хімія. Лекція 2.

15. Примеры разделения: Твердофазная экстракция Твердая фаза: • -сополимеры полистирола и дивинилбензола; • -модифицированные силикагели С2, С4, С8, С18, С6Н11, С6Н5; нитрофенил-; аминопропил-; ДМА; цианопропил-; диол-; и просто силикагель; • -оксид алюминия; • -силикат магния (флорисил); • - полиамид 6; • -ионообменники. Екоаналітична хімія. Лекція 2.

16. Примеры разделения: Твердофазная экстракция Екоаналітична хімія. Лекція 2.

17. Примеры разделения: СКФЭ -Сверхкритическая флюидная экстракция • Сверхкритический флюид- состояние вещества при температуре и давлении выше критических значений (выше критической точки) • Критическая точка для CO2 : 73 атм, 31.50С, плотность 0.47 г/см3 • О способности СКФ растворять вещества сообщили Хенней и Хоггарт в 1879 г. Екоаналітична хімія. Лекція 2.

18. Примеры разделения: СКФЭСвойства флюидов Екоаналітична хімія. Лекція 2.

19. Примеры разделения: СКФЭ Флюид- среднее между жидкостью и газом Преимущества СКФЭ • Растворяющее действие управляется давлением и температурой; • После использования СКФ легко удаляются из экстракта; • Экстрагируют при умеренных температурах высококипящие и термически нестабильные вещества. Екоаналітична хімія. Лекція 2.

20. Примеры разделения: СКФЭ CO2– «зеленый растворитель» Преимущества СКФ • Нетоксичны, неопасны; недорогие; доступны в чистом виде Екоаналітична хімія. Лекція 2.

21. Примеры разделения:Дистилляция, сублимация • Отгонка матрицы: при определении микрокомпонентов Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb в воде 1 л воды испаряют несколько суток. Отгонка матрицы может сопровождаться потерями микрокомпонентов из-за механического уноса пробы с газовой фазой, испарения легколетучих форм микрокомпонентов и сорбции на поверхности посуды, используемой при выпаривании Екоаналітична хімія. Лекція 2.

22. Примеры разделения:Дистилляция, сублимация • Сублимация – ртуть из почвы при 800оС. • Отгонка после химических превращений: AsH3, SbH3, ЭCl4, ЭF4 (Ge, Si, Ti, Sn, Zr, V), галогены, H2Se. Восстановители: Zn, NaBH4. Екоаналітична хімія. Лекція 2.

23. Примеры разделения:Осаждение на коллекторе • Коллекторы BaCrO4, AgCN – рентгенфлуоресцентное определение сульфатов и хлоридов в водопроводной воде; • Коллектор сульфид молибдена – рентгенфлуоресцентное определение мышьяка в воде и почве Екоаналітична хімія. Лекція 2.

24. Примеры разделения:Направленная кристаллизация и зонная плавка • Примеси собираются в незамерзшей части слитка Екоаналітична хімія. Лекція 2.

25. Гибридные и комбинированные методы анализа Комбинированные методы Гибридные методы Екоаналітична хімія. Лекція 2.

26. Гибридные методы анализа: • экстракционно-фотометрический; • экстракционно-атомно-абсорбционный анализ; • экстракционно-эмиссионно-абсорбционный анализ; • хроматография; • твердофазное концентрирование – эмиссионный анализ (непламенный); • твердофазное концентрирование – рентгенфлуоресцентный анализ. Екоаналітична хімія. Лекція 2.

27. Спасибо за внимание! Екоаналітична хімія. Лекція 2.