420 likes | 736 Views
Laboratorium voor analytische chemie en toegepaste ecochemie. Onderzoek aan Ecochem Chemische Analyse Bemonstering & monstervoorbereiding Analysetechnieken Rondleiding in labo Ecochem. OVERZICHT PRESENTATIE. I. ONDERZOEK. ONDERZOEKSDOMEINEN.
E N D
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute Laboratorium voor analytische chemie en toegepaste ecochemie
Onderzoek aan Ecochem Chemische Analyse Bemonstering & monstervoorbereiding Analysetechnieken Rondleiding in labo Ecochem OVERZICHT PRESENTATIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
I. ONDERZOEK Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
ONDERZOEKSDOMEINEN Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Analytische bepaling van chemische elementen in een grote variëteit van geologische en natuurlijke materialen: bodem, water, planten, compost, slib, mest, etc. Detectie van nutriënten, sporenelementen en zware metalen in natuurlijke ecosystemen en landbouw Speciatie-onderzoek: onderzoek naar de chemische vormen van elementen in de natuur → belangrijk voor het inschatten van de toxiciteit van deze elementen SPECIALISATIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Verwijderen van zwaremetalenuitafvalwater met behulp van plantensystemen Nutriëntenrecuperatie en energieproductieuitmest Behandeling van mest tot loosbaar en herbruikbaarwater Gebruik van huishoudelijkafvalals compost in de landbouw Opsporen van de toxiciteit van sporenelementen in het menselijklichaam door veranderingen in speciatienategaan Verwijdering van zwaremetalenuitgecontamineerdebodems met behulp van energiegewassen … ONDERZOEKSTOPICS Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute VELDEXPERIMENTEN
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute SERRE-EXPERIMENTEN
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute LABO-EXPERIMENTEN
HPLC-ICP-MS: speciatie sporenelementen in oplossing Mercury Analyzer: Hg tot 1 ng/l ICP-MS: Sporenelementen tot <1 µg/l ICP-OES: Sporenelementen van mg/l tot µg/l TOC/IC analyser Ion chromatography: anionen (F-, Cl-, NO3-, SO42-, PO43-) Nitrogen distillation unit: N Microwave sample preparation system Ander materiaal: pH, EC en mV-meters, colorimeters, centrifuges, schudders, molens, ovens, moffelovens, verwarmingsplaten, microbalansen,… UITRUSTING Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Algemene bepalingen Zware metalen: Pb, Ex, Cd, Hg, … Hoofdelementen: Na, K, Ca, Mg, P, N, … Sporenelementen: Fe, Zn, Mn, Cu, Se, Ni, Sn, Sb, Al, … pH-bepaling Geleidbaarheid Asbepaling Droge stof/organische stof Specifieke bepalingen: Zwevende stoffen, bezinkbaarheid, COD, TOC/IC/TC, buffercapaciteit, ammonium, alkaliniteit, vrij chloor, hardheid, fenolen, anionen, fytotoxiciteit, organische stof, kiemkrachtige zaden, hypochloriet, steentjes, stof, etc. ANALYSEPARAMETERS Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
II. CHEMISCHE ANALYSE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
A. BEMONSTERING & MONSTERVOORBEREIDING Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
1. BEMONSTERINGSSTRATEGIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
1. BEMONSTERINGSSTRATEGIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
2. BEMONSTERINGSTECHNIEK Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
2. BEMONSTERINGSTECHNIEK Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Eigenschappen die geanalyseerd moeten worden mogen niet veranderen tussen tijdstip bemonstering en analyse! Vereiste bewaring sterk afhankelijk van te analyseren parameter 3. MONSTERBEWARING Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Omzetten in een chemische vorm geschikt voor de analytische methode Interferenten verwijderen Optimaal concentratiebereik: verdunnen of concentreren Voorwaarden: Geen nieuwe interferenten introduceren Geen verlies van de te bepalen stof 4. MONSTERVOORBEREIDING Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
B. ANALYSETECHNIEKEN Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute Lange kolf: refluxwerking Destructie H2SO4 + K2SO4 (T↑) Katalysator: CuSO4 of HgSO4 of SeO2 Destructie bij 380°C tot heldere oplossing Organische N → NH4 N-bepaling Alkalisch maken; NH3 overdistilleren en opvangen in gestandaardiseerd zuur Modified Kjeldahl H2SO4-salicylzuur: nitrocomplexen Reductie met Na2S2O3: NO3 mee bepalen 1. KJELDAHLDESTRUCTIE + DISTILLATIE
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute Kjeldahl-apparaat: bepaling van totale N
Vergelijken van de kleur van een monsteroplossing met de kleur van oplossingen met bekende concentratie Colorimeter = foto-elektrische detector: grote gevoeligheid voor instrumentele detectie van kleurintensiteit Vb.: P, NH3, SO42- 2. COLORIMETRIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute 3. TURBIDIMETRIE • Turbiditeit = troebelheid van een suspensie, bv. bij waterkwaliteitsanalyse • Meetapparatuur: Turbidimeter • Een lichtbron stuurt licht op de monstercel • De turbiditeit van het monster zorgt ervoor dat het licht in alle richtingen weerkaatst wordt • De lichtintensiteit onder een hoek van 90° wordt gemeten • Eenheid: NTU (Normalized Turbidity Unit)
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute 3. TURBIDIMETRIE
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute 4. ATOOM ABSORPTIE SPECTROMETRIE • Geschikt voor analyse van metalen en metalloïden • Metaalionen worden omgezet tot atomen in een vlam • Licht met specifieke golflengte van de analyt wordt op de atomen gestraald • De mate van absorptie wordt gerelateerd aan de concentratie middels een standaardcurve
4. ATOOM ABSORPTIE SPECTROMETRIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Elementen worden tot excitatie gebracht en gekwantificeerd door de intensiteit van de uitgezonden straling te meten Emissie van elementen in lucht/propaan of lucht/acetlyeen vlam: Verdamping van het solvent: het vaste residu MA blijft over Dissociatie in vrije atomen: MA → M + A Excitatie: M + energie → M* Emissie: M* → M + hv Gemakkelijk exciteerbare elementen: Alkalimetalen, aardalkalimetalen Detectielimieten: grootteorde mg/l 5. VLAMEMISSIE SPECTROMETRIE Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Het staal wordt verneveld en geatomiseerd in een argon plasma Atomen en ionen worden door het plasma geëxciteerd, waarbij ze een karakteristiek emissiespectrum uitzenden De optische emissie wordt in de monochromator opgesplitst in de verschillende karakteristieke golflengten van de in het staal aanwezige elementen De detectie gebeurt sequentieel of simultaan op een CCD detector Sequentieel: 1 fotomultiplier scant sequentieel de verschillende golflengten → goedkoper, tragere analyse, meer monsterverbruik Simultaan: meerdere golflengten worden simultaan gemeten → duurder, snellere analyse, minder monsterverbruik Grotere gevoeligheid dan atoomabsorptie 6. INDUCTIEF GEKOPPELD PLASMA – OPTISCHE EMISSIE SPECTROMETRIE (ICP-OES) Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Plasma Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute ICP-OES: bepaling van zware metalen, Ca, Mg, Na, K
7. INDUCTIEF GEKOPPELD PLASMA – MASSA SPECTROMETRIE (ICP-MS) Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
7. INDUCTIEF GEKOPPELD PLASMA – MASSA SPECTROMETRIE (ICP-MS) Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute ICP-MS: bepaling van zeer lage concentraties metalen
8. DETECTIELIMIETEN Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute
Milieucontactdag 07-12-2012 ir. Céline Vaneeckhaute CONTACT • CONTACT • Prof. Dr. ir. Filip M.G. Tackir. Céline Vaneeckhaute • Universiteit Gent • Vakgroep Toegepaste Analytische & Fysische Chemie • Coupure Links 653 • 9000 Gent • Tel.: 0478/43.24.64 • E-mail: celine.vaneeckhaute@ugent.be • www: http://www.ecochem.ugent.be