Analitikai mérések kiértékelése - Tananyag

[ **1. Az analitikai mérés kiértékelése (teljesítményjellemzők, kalibrációs egyenes, Q teszt)**] Az analízis minőségbiztosítás szempontjából fontos elem. Elengedhetetlenek az ilyen vizsgálatok új termékek, módszerek fejlesztésekor, valamint a problémák feltárásában is fontos szerepet játszanak. Ana...

[ **1. Az analitikai mérés kiértékelése (teljesítményjellemzők, kalibrációs egyenes, Q teszt)**] Az analízis minőségbiztosítás szempontjából fontos elem. Elengedhetetlenek az ilyen vizsgálatok új termékek, módszerek fejlesztésekor, valamint a problémák feltárásában is fontos szerepet játszanak. Analitikai vizsgálat során fontos, hogy a mintánk reprezentatív, mérhető formában legyen. Különböző mennyiségi és minőségi vizsgálatoknak tudjuk alávetni a mintánkat, ilyen vizsgálatokat végeztünk el az idei félév során. A kapott adatainkat, értékeinket elemezni kell, valamint következtetéseket levonni. Páratlan számú mérést tanácsos elvégezni, mivel minimum 2:1 alapján kell csoportosítanunk az adatokat, ezzel a módszerrel lehet a valós értéket legjobban megbecsülni (vagy legalábbis reménykedhetünk benne). **[Teljesítményjellemzők, kiértékelés:]** A teljesítményjellemzők közé sorolandó a helyesség, precizitás, megbízhatóság, ismételhetőség, szelektivitás, érzékenység, kimutatási-, meghatározási határ. - [Helyesség:] mennyire közelítettük/határoztuk meg a VALÓDI/IGAZ értéket? - A legtöbb esetben nem tudjuk a helyes értéket -- olyan mintában határozzuk meg, amiben ismerjük a meghatározandó pontos mennyiségét. - Akkreditáció , azaz kontroll vizsgálat pedig egy más laborban végezhető, ahol a kapott eredményben már megbízunk. - [Precizitás] azt mutatja meg, hogy mekkora az eltérés az egyedi mért értékek között. - Ha a mért értékek közel vannak egymáshoz-\>precíz munkát végeztünk. SD, azaz a szórás értéke függ: egyedi mért értékektől, átlagtól, mérések számától. - variációs koefficiens(CV): - szórás/átlag - [Megbízhatósági tartomány]t C-vel jelöljük. Azt mutatja meg, hogy adott valószínűség mellett, milyen tartományban helyezkedik el a valódi érték. - SD/s: tapasztalati szórás: kevés mérés esetén jelentős hibával közelíti az elméleti szórást. - t és SD növekedésével C is növekedik - n növekedésével (SD is csökken!) C csökken. - [Ismételhetőség:] ugyanazon mérési elv, \~ módszer, személy, eszköz, labor, használati feltételek mellett kapott eredmények mennyire állnak közel egymáshoz. - [Reprodukálhatóság:] legalább egy feltétel megváltozásával kapott eredmények mennyire állnak közel egymáshoz. - [Szelektivitás:] a mérendő komponensre nézve nagymértékben jellemző válaszjelet szolgáltat - [Érzékenység:] egységnyi mennyiségnövekedésre eső válaszjel változás. - Minél nagyobb a jelváltozás, annál jobban meg lehet különböztetni az oldatokat. - [Kimutatási határ] (detection limit → DL, limit of detection LOD) -- a mért alkotónak az a legkisebb mennyisége, ami a vak mintától MEGBÍZHATÓAN megkülönböztethető. - [Meghatározási határ] (mennyiségi mérés alsó határa, quantitation limit → QL, limit of quantitation → LOQ) -- az a legkisebb koncentráció, ami elfogadható megbízhatósággal határozható meg. **[Kalibrációs görbe/egyenes ]** - Spektroszkópiai vizsgálatoknál van jelentősége. - Ismeretlen minta koncentrációjának, mennyiségének meghatározásához használatos. - Adott mérési sorozat esetében a mérendő komponens különböző koncentrációban van elkészítve. Első oldatunk a vakoldat, mely minden anyagot tartalmaz, kivéve a mérendő komponenst, erre az oldatra kalibráljuk a műszert (jelerőssége: 0). - Koncentráció változás jelerősség változást fog előidézni. - Két tengelyünk ebben az esetben a koncentráció és az abszorbancia, melyek között egyenes arányosság van. - - - - - - - - [RMSE] - - - [BLB törvény] - - - - - - **[Kiugró érték]** A mért értékeink között a kiugró értékhez legközelebb eső értékből kell kivonni a kiugrót(abszolút értéket kell venni, mert negatív is kijöhet), majd ezt elosztani a terjedelemmel(max-min). A kapott értéket pedig össze kell vetni a mérés szám alapján meghatározható Q értékünkkel. Ha a számított értékünk nagyobb, mint a táblázatban szereplő, akkor kihagyható a kiugró érték. \ [\$\$Q = \\frac{\\left\| x\_{\\text{closest}} - x\_{i} \\right\|}{W}\$\$]{.math.display}\ **[2. Az analitikai mérés folyamata és a mintavétel, a minta előkészítése (oldás, feltárás)]** - folyamat célja: termék minősítése vmilyen felhasználási szempontból, valamint minimalizálni, hogy nem megfelelő termék ne kerüljön forgalomba - folyamat módja: - 1-1 tételből, kereskedelmi szállítmányból mintavétel - ez alapján következtetés a TELJES mennyiség MINŐSÉGÉRE - szabvány írja elő A képen szöveg, képernyőkép, Betűtípus, sor látható Automatikusan generált leírás **[Mintavétel:]** - célunk, hogy a vizsgálatot, minősítést el tudjuk végezni - reprezentatívnak kell lennie, tehát a teljes mennyiséget jellemezze - fogalmak: - tétel: minősítésre, együttes elbírálásra kijelölt mennyiség - egy nap alatt, egy helyről beszállított pl nyersanyag/kész termék - mintavétel: a minta elkülönítése a tételből - elemi minta: mintavételi egység - részminta: elemi minta azon része, amit vizsgálni fogunk - átlagminta: részminták egyesítése + homogenizálása - ellenminta: átlagmintával azonos!!, tulajdonosnak vagy tárolónak utólagos ellenőrzés céljából  **[Minta előkészítése:]** Az átlagmintát elő kell készíteni a vizsgálathoz, hogy a mérendő komponens mérhető legyen, ezt fogjuk analitikai mintának, analitnak nevezni. Bonyolult, különböző összetételű mátrixokban kell a vizsgálatot elvégezni. - azon közeg, mely tartalmazza a mérendő komponenst minden kísérőanyaggal együtt **[Minta oldása:]** - eljárások jelentős része oldatfázisban - általános vizes oldat-\> víznek nagy a dipólusmomentuma - szerves anyagok: amfifil molekulának van poláris része, ami képes vízben oldódni - oldhatóságukat lehet növelni ionizáló csoport felszabadítással vagy karboxil csoport beépítésével - hidrofób anyagok: - kloroform, petroléter, benzin - lépések: - szobaT deszt. víz - forró deszt. víz (szűrés, centrifugálás) - 10-20% HCl, szobaT, majd forrón - 2-10% NaOH - ha NEM: feltárás **[Minta feltárása:]** - olvadék fázisban - oldhatatlan minták feltárása, oldatba vitele - nem vizes oldatban, hanem olvadék fázisban( magas T, nagy reagens felesleg) - vízoldható vegyületet kapunk - Lewis-féle savbázis elméleten alapuló reakciók - ha savas a minta-bázisos feltárószert használunk (alkálilúg, bórax) - ha bázikus a minta-savas feltárószer (alkáli tioszulfát, valamint ammónium sóknál a felszabaduló kén-dioxid viselkedik savas feltárószerként) **[3. A minta előkészítése (mineralizálás, elválasztó módszerek)]** - szerves anyagokban található C, O, H-t eloxidáljuk CO~2~ és H~2~O-vá - egyéb elemeket is meg lehet határozni - égésen alapuló eljárások: - nyitott porcelán tálban, levegőn (leginkább hibával terhelt módszer) - ha a mérendő komponensből illékony gáz, anyag keletkezik, akkor ezek eltávoznak - pl liszt vizsgálat esetén a hamutartalom meghat. - S→ SO~2~ , halogenidek → X~2~ - zárt edény, O~2~-ben gazdag égést biztosít - az égésterméket elnyeletjük a megfelelő reagens oldatban - kén-dioxid vízben elnyeletése kénessav keletkezik belőle, amit titrálással megtudunk határozni - roncsolás nedves úton, oldatban - Kjeldahl: referencia módszer - savas oxidáció: H~2~SO~4~ kénsavat azért használunk, mert magas a forráspontja és kicsi a tenziója/gőznyomása + H~2~O~2~ kén-trioxid keletkezik, veszélyes gáz - roncsolás: szerves anyagok 360-410 °C-on, kénsavas közegben lejátszódó katalitikusan gyorsított oxidatív bomlása - katalizátorként rézsókat használunk, hidrogén-peroxid a rendszerben - H~2~SO~4~: szerves anyagtartalom roncsolása (CO~2~ , H~2~O) - hosszadalmas előkészítés, nagyon veszélyes körülmények - menete: - Luis féle savbázis elmélet alapján kén-trioxid megtámadja a nitrogént és egy kovalens kötést létesít vele, amido-szulfonsav vegyület keletkezik, ami megvédi a nitrogént a további oxidációtól. - Az összes többi része vagy CO~2~vé vagy vizzé vagy kén-kéndi-/kéntrioxiddá oxidálódik. - Legeslegvégén ammónium-hidrogén-szulfát keletkezik, amit NAOH-ban nyeletünk el - Ammónium szulfát általánosságban egy só, mely egy bázisból és sav bázismaradék kationból, ammónium kationból és a savmaradék anionból, hidrogén szulfát anionból áll. - Ammónium kation gyenge bázisból származik azt erős bázissal ki tudom szorítani sójából, fel lehet szabadítani - Ammónia gáz halmazállapotú, ezért szükséges a víz-gőz desztilláció. - Ammóniát bórsavban kell elnyeletnem, ammónium-hidrogén-borátot kapok. - Gyenge bázis gyengébb sav sója. Bázis részét megtudom titrálni sósav segítségével. - Ammónia az analitom, azt tudom meghatározni, ez lesz a mérhető forma. - megkapjuk a nitrogén mennyiségét, majd különböző szorzófaktorok segítségével pedig a protein tartalmat is meg tudunk határozni: - tiszta protein: csak fehérjéből származó N - nyers protein: protein + többi szerves anyagban található N **[Elválasztó módszerek]** - Vagy a meghatározandó komponenst választjuk el a mintából vagy a zavaró komponenst távolítjuk el → kísérőkomponensektől (zavarhatják a mérést) mentes legyen. - alapja: - fizikai: oldhatóságbeli különbség, illékonyság (desztilláció), adszorpció (felületi megkötődés) - kémiai: komplex képzés, redox tulajdonságok kihasználása **[Oldhatóság:]** - szelektív lecsapás: f → sz (gravimetria) - Oldatban van a mérendő komponensünk és megfelelő reagens segítségével kicsapjuk az oldatból, szilárd anyagot kapunk - csak a mérendő komponenst csapom le - pl: bárium kationok csapadékképzése szulfát anionokkal nehezen oldható tömény kénsavval lecsapjuk, szűrjük, tömeget visszamérjük - Szelektív kioldás: sz → f (Soxhlet-féle zsírmeghatározás-ref.módszer) - szilárd mintából az arra alkalmas oldószerrel oldatba visszük a meghatározandó komponensünket - Oldószer extrakció: f → f (nem elegyedő oldószerek!!!) - Vizes oldatból vízzel nem elegyedő oldószerrel ki tudom vonni a kísérő komponenst vagy azt a komponenst, amire szükség van **[Illékonyság:]** - desztilláció: f → g - Forrásponthoz közeledve az oldószer gázhalmazállapotba kerül, hűtőn keresztül lecsapódik, megkapjuk a tisztított vizet, ez a direkt konduktometria, fajlagos vezetőképesség méréssel tudjuk megnézni mennyire sikerült megtisztítani a vizünket. - szublimáció: s → g - Olyan halmazállapotváltozás, amikor szilárdból gáz halmazállapotú anyag lesz - Liofilezés/liofilizálás= fagyasztva szárítás: minta megfagyasztása, nyomás lecsökkentése, megfagyott víz molekulák gáz halmazállapotba kerülnek, lecsapatjuk, leengedjük, száraz mintát kapunk - SZORPCIÓS képességek - kromatográfia - ioncsere **[Soxhlet-féle zsírmeghatározás]** - - - - lipidekhez tartoznak, változatos szerkezet, apoláris oldószerben oldódnak - -  Kötött zsírt nem tudjuk megmérni, ezért szükséges a savas hidrolízis, amikor a kötött zsír (1-2%) savasan elhidrolizálódik zsírmolekulákat kapok. Dietil-éter: robbanékony, triglicerideket, növényi olaj, állati zsír és minden egyéb lipid frakció kioldása Petroléter: csak a triglicerideket tudjuk vele meghatározni - - - - ***[Működése]**:* Elhelyezzük az oldószerünket, a Soxhlet hüvelybe mérjük a mintát. Elkezdjük melegíteni a rendszert. Előbb utóbb az oldószer gázhalmazállapotba kerül. A Soxhlet feltéten keresztül elkezd felfelé áramolni, hűtőberendezésbe csapódik le, (ez átbukásig tart), a Soxhlet hüvelyben emelkedik a szintje és elkezdi kioldani a zsírt. Átbukás után tiszta oldószerrel találkozik, ezért figyelni kell az átbukásra. Nagymértékben befolyásolja az oldószer és a szemcseméret, hogy mennyi zsírt tudunk kioldani **[Oldószer extrakció:]** - oldhatóságon alapuló módszer - másik oldószerbe átviszem a mérendő komponenst -\> abból meghatározom a mérendő komponens mennyiségét - kísérő anyagot viszem át másik oldószerbe, eredeti oldószerben ott marad a mérendő komponens - mérendő komponenshez adunk vele nem elegyedő oldószert- kialakul a határfelület - sűrűségkülönbség fontos szerepet játszik - oldódás gyorsítás: összerázással - adott T-n, dinamikai egyensúly: idő egység alatt ugyanannyi oldódik át a szerves fázisba, mint a szervesből a vizesbe - mennyiségi jellemzés: - megoszlási állandó - csak fizikai oldódásnál - minél nagyobb a Kd értékem annál jobban oldódik a szerves fázisban - megoszlási hányados: - az egyik oldószerben (jellemzően a vízben) az adott molekula több speciese (szpécéesze) molekula fajtája is előfordul - figyelembe kell vennem az A anyag teljes koncentrációját - gyenge savakra, bázisokra jellemző - cél adott komponens menjen át a mérendő fázisba - töltéssel nem rendelkező megy át a szerves fázisba - gyenge bázisról van szó, balra tolódik el, gyenge bázis disszociálatlan, gyenge kationja is jelen lesz az oldatban - bázis eredeti és pozitív formában is jelen van - Zavaró vagy mérő komponens menjen át a szerves fázisba - Minél kisebb a számláló, minél nagyobb a nevező, annál kisebb lesz a visszamaradt mennyiség. Kd értékkel lehet játszani. - Minél nagyobb, annál kisebb lesz a visszamaradt mennyiség **[4. Az elektromágneses sugárzás jellemzése, fényelnyelés és emisszió: atomok vs. molekulák]** **(Spektoroszkópiai módszerek)** Anyag és fény kölcsönhatásán alapulnak, az anyag elnyeli a besugárzott fény valamennyi százalékát, ebből következtethetünk a mennyiségére vagy emittáljuk és úgy következtethetünk. pl. polarimetria, refraktometria -az analitikai minta és az elektromágneses sugárzás kölcsönhatásból származó információ -megváltozik a minta ENERGIAÁLLAPOTA - **[A fény ]** - - Bármelyik részecske képes látható módon, hullámként viselkedni. Akár elektron, proton, neutron, duális természet részecske és hullám lét. - "részlám" természet - "rész/részecsketermészet": abszorpció/emisszió - "lám/hullámtermészet": interferencia (hullámok találkoznak, erősítik, gyengítik egymást), refrakció, síkban poláros fény létrejötte **[Elektromos és mágneses térerő vektor]** - - - - - megmutatja időegység alatt hány rezgés történik, hány maximum vagy minimum van - - MÉRTÉKEGYSÉGEK 1. azonos maximum és minimum, ugyan az a fázis, amplitúdó, maximumoknál és minimumoknál mért távolság/magasság, azonos pontban lévő amplitúdók összeadódnak 2. nincsenek azonos fázisban, maximum minimum más helyen kioltják egymást 3. részleges erősítés: nem ugyanabban a pontban vannak a maximumok és minimumok - -- részecsketermészet -- abszorpció/emisszió -- foton Foton energiája számítható: - frekvencia és planck állandó - nagy frekvencia nagy energia - minél kisebb a hullámhossz, annál nagyobb az energia - c-fénysebesség ***[Fény kölcsönhatása atomokkal]*** - Elektronok az elektron kiépülés elve alapján a legalacsonyabb energiájú pályán helyezkedik el akkor a molekula alap állapotban, az összes elektron a lehető legkisebb energiájú pályán helyezkedik el. Ez az állapot E0 állapot. - Jön egy foton, aminek van valamekkora energiája, viszont ennek az energiának az alapállapottal egyenlőnek kell lennie. Ez az E1-Eo közötti átmenetet biztosítja. - Ha ettől kisebb vagy ettől nagyobb, akkor nem történik meg az átmenet kvantált állapot - Ha pont akkora az energia, akkor megtörténik az átmenet E1-E0,(két energiaállapot közi különbség) tehát pont olyan frekvenciával rendelkezik, ami ezt a ΔE biztosítja, akkor az elektron felugrik egy magasabb állapotba, ha nagyobb a frekvenciája a fotonnak, akkor még magasabb állapotba ugrik - Az elektron visszalép alapállapotba, foton formájában emittálja az energiát. - Foton energiája=elektron energiájával **[Fény kölcsönhatása molekulákkal:]** összetettebb mozgásrendszer, több atomból állnak - molekula esetében molekulapályákról van szó, molekulapályák közötti állapotot kell gerjeszteni - egyéb mozgással is rendelkeznek pl.H~2~o - transzláció=haladó mozgás - rotáció/ rotálódás - rezgő mozgást végeznek (kovalens kötések miatt) - E~1~=elektronikus gerjesztett állapot - E~0~=elektronikus alapállapot (rotációs vibrációs átmenetek anélkül, hogy az elektron magasabb pályára menne) - legkönnyebben egy molekula esetében a rotációs vibrációs (csak E~0~ állapotban) E~0~-ból E~1~be tudom gerjeszteni/elektron E~1~ állapotba lépése - attól függ milyen energiájú elektromágneses sugárzást használunk - magas energiapálya nem kedvező, a rendszer arra törekszik, hogy alacsony energiájú helyen maradjon (Energiaminimumra való törekvés) - - nagyon rövid ideig tartózkodik gerjesztett állapotban **[A visszatérésnek két formája van:]** - *ütközés más molekulákkal* → Ekin → hőleadás (nem mérhető → Ø analitika) - gerjesztett molekula összeütközik más nem gerjesztett molekulával kinematikus energiává alakul az energiafelesleg, így visszatér. - *Fotonemisszió:* a foton felvett energiáját leadja - fotonemisszió, E~foton~, abszorbált energiája nagyobb \> mint az emittált molekula nem egyből lép vissza az alapállapotba hanem ütközik és lekerül E' energiába, majd onnan emittál hν^-1^ - gyors: fluoreszencia, 10^-9^-10^-6^ s besugárzás után rögtön megszűnik - lassú: foszforeszencia, 10^-4^-10^2^ s besugárzás után megmarad  Energiaátadás abszorpció történik. Transzmittált fényt mérünk (zöld). **[5. Abszorpciós spektroszkópia: általános jellemzés, Bouguer--Lambert-, Beer-, Bouguer -- Lambert-Beer törvény, az egyutas spektrofotométer]** - fény és minta kölcsönhatása - I~r~: az oldat tartalmazhat olyan részecskét, amin fényszóródás történik, reflektált fényintenzitás **[UV/VIS]** - leggyakrabban használt módszer: teljes CH tartalom, tiamin, avasság, protein, foszfát, nitrit, stb. - analitikai minta - elnyel (ha van színe-megállapítható) - átalakítjuk kémiailag (nitrit, protein) - λ UV/VIS: leggyakrabban használt módszer, protein, nitrit, réz, vastartalom meghatározásához) - ultraibolya: 200 nm -- 400 nm - látható: 400 nm -- 800 nm - abszorpciós vagy fluorescens **[Abszorpciós molekula spektroszkópia]** - cél: kvantitatív, analitikai minta mennyiségének meghatározása - transzmittált fény mennyiségét vonatkoztatjuk - vas(III) érzékeny a kálium-tiocianátra, ha mutat elszineződést, akkor mérhető - ha nincs elszineződés, akkor nem mérhető, nincs a mintában vas [Bouguer-Lambert-törvény] - homogén minta "l" rétegvastagságban, dl vastagságú elemi rétegei a beeső monokromatikus sugárzás azonos hányadát nyeli el - minél nagyobb az úthossz, annál nagyobb az abszorbancia [Beer-törvény] - ebben az esetben az úthossz fix, állandó - c változása történik  - érvényesség: - híg oldatok esetén 10^-3^ M- töményebb oldat esetén figyelembe kell venni az oldat törésmutatóját - monokromatikus sugárzás - állandó T - oldószerhatás **[6. Abszorpciós spektroszkópia gyakorlata: meghatározás általános menete, meghatározható anyagok, protein és nitrit meghatározás, fluoreszcens spektroszkópia]** **[Elméleti áttekintés]** - spektrofotometria alapja a fény-anyag khcs - ha egy mintát megvilágítunk olyan hullámhosszúságú fénnyel, mellyel kölcsönhatásba tud lépni, a belépő fény intenzitása(I~0~) csökkenni fog - a khcs minősége többféle lehet: - a fény egy része abszorbeálódik (elnyelődik, I~α~-abszorbeálódott fény intenzitása) - szóródik(I~r~-szórt fény intenzitása) - áthalad a mintán, transzmittálódik - I~0~=I~α~+I~r~+I~tr~ - Az A arányos az oldatban található minta koncentrációjával (c2, mol/dm3), illetve az úthosszal (l, cm) és az arányossági tényező a moláris abszorpciós koefficiens (ε, dm^3^×mol^-1^×cm^-1^) **[Vizsgálatok általános kivitelezése:]** - λ kiválasztása: legtöményebb oldat - spektrum, A(λ) felvétele - A~max~ -hoz tartozó λ~max~ meghatározása- lecsökken a jel-zaj hányados - szabvány tartalmazza - BLB érvényességének ellenőrzése - lineáris tartománya, ha kis tengelymetszet, A és c között lineáris összefüggés - dinamikus tartomány, ha az első pár pontba lehet illeszteni, abban a koncentráció tartományban készítünk higítási sort-pontok számát meg lehet növelni - 14\. dia - UV tartomány: protein tartalom, biuret reakció - λ = 280 nm - λ = 220 nm, sok egyéb zavaró anyag is jelen van - ha a proteint átalakítom színes tartományban már mérhető látható tartományban - NaOH + CuSO4 -oldat + NaK-tartarát → ibolyás elszíneződés - Cu^2+^ : peptid amidN = 1:4 - lúgos küzegben a Cu^2+^ Cu^+^ -vá redukálódik - VIS (látható) tartomány: nitrit tartalom - színtelen az oldat, így a látható tartományban nem tudjuk megmérni, max UV-ban (εmax = 22.93 M-1cm−1 , λmax = 395 nm) - BLB-tv elméleti érvényességi feltételei mellett : A~max~ = ε~max~× l ×c - a javasolt maximális c esetén, túl kicsi az A, elnyomhatja a műszer zaja - „A" megnövelhető az „l"(úthossz) vagy „c" növelésével vagy a vegyület átalakításával→cél: nagy mértékben nyelve el az elektromos sugárzást - aromás rendszernek nagy a fényelnyelése - látható tartományban képes elnyelni az elektromos sugárzást - módszer elve: - A nitrit-ionok közvetlen mérése nem lehetséges spektrofotometriásan a látható tartományban - mérhető formába kell átalakítanunk - Griess-Ilosvay-féle reagens nitrit-ionok jelenlétében élénk elszíneződést okoz: - gyengén ecetsavas közegben a salétromossav a szulfanilsavat redoxi reakcióban diazónium-vegyületté alakítja, amely az α-naftilaminnal élénk színű diazofestéket képez - gyak célja: ismeretlen oldat nitrit-ion mennyiségét kellett meghatározni fotometriás módszerrel 520 nm-en - általános menet a nitrit meghat.-nál - üvegeszközöket sósavval átmosni, majd desztvízzel - kesztyű használat kötelező - pontos munkára figyelni kell, mert a reakcióidőnek fontos szerepe van - párhuzamosan kelle az oldatokat készíteni - követni kell az összeállításkor a pontos sorrendet - 8 oldatot kellett összeállítani **[Fluoreszens molekula spektroszkópia]** - 3x érzékenyebb - emittált fényintenzitást mérünk - a mérési berendezés hasonló az abszorpcióhoz - különbség: 2 λ válogató (1. gerjesztés, 2. emittált fényhez) - I~f~ merőleges az I~tr~-re, máskülönben kiolltanák egymást, interferencia kiküszöbölése - I~f~\~c: egyenesen arányosság van a konc. és a fluoreszcens fény intenzitása között - transzmittált és emittált fény interferál egymással **[7. Az atomspektroszkópia elmélete és gyakorlata]** - mintában lévő vegyületeket sok esetben lánggal gázhalmazállapotba hozzuk - gázok T hatására atomjaikra bomlanak, disszociálnak - atomok a láng hőmérsékletén gerjesztett állapotba kerülnek, ugyanis a vegyérték elektronok magasabb energiájú pályákra lépnek át az alapállapotból (abszorpció) - energiaminimum elv miatt nem tartózkodnak sokáig gerjesztett állapotban, energiát adnak le és visszatérnek alapállapotba **[Atomizáció]** - abszorpciós spektroszkópia- külön fényforrás az atomok gerjesztésére,transzmittált fénysugárzást mérünk - emissziós technika- atomizáló berendezés gerjeszt, emittált fényintenzitást mérünk **[Abszorpció/AAS]** - mindig magasabb energiaállapotban történik - atomok, vegyületek fényelnyelésén alapszik - anyag minőségéről ad infót - fényelnyelés mértéke a koncival arányos, ezért a vizsgálandó anyag mértékére is következtethetünk - elsősorban fémek kis mennyiségének pontos meghatározására alkalmazható - berendezés: fényforrás-megszakító-atomizálóberendezés-monochromator(optikai rács)-detektor - karakterisztikus sugárzás előállítására a [vájtkatódlámpa] alkalmas - 6\. ppt 10. dia - hengeres forma, üreges katódja a mérendő elemből készül - kis nyomáson működő kisülési cső - a katódfém alapvonalát sugározza igen nagy intenzitással - Kis áramerősséget átbocsátva a katódon, arról fématomok kerülnek a gáztérbe - amelyek ott ütközéssel gerjesztődnek, majd ismét alapállapotba jutva, az elektronátmenetnek megfelelő fényt kisugározzák - a kisugárzott fényt átbocsátják a mérendő elemet tartalmazó atomos gőzökön, amelyek közül csak a mérendő atomok képesek ezt a fényt abszorbeálni, hisz ez ezek alapvonalát gerjeszti - A fényelnyelés mértéke arányos a meghatározandó atomok számával, azok koncentrációjával - A módszer szelektív és nagy érzékenységű - kellő számú vájtkatódlámpával gyakorlatilag 30-60 fémes elem egymást követő meghatározását teszi lehetővé- minden elemre külön berendezés - Az atomos gőzök előállítása szempontjából kétfajta eljárás ismeretes: atomizáció lángban és elektrotermikus vagy más elnevezéssel [grafitküvettás/kemence atomizáció] - nemesgáz atmoszférában tartott, elektromos árammal felmelegített grafitküvettát használunk, amelyen keresztülhalad a vájtkatódlámpa által kibocsátott sugárzás - kis feszültéségű, nagy áramerősségű árammal felmelegítjük - pontos T beállítás - optimális paraméterek kialakítása - először oldószert párologtatunk el, majd szennyező, zavaró anyagokat távolítjuk el - az atomizáció során mérendő elem atomos gőzének előállításával elvégezzük a tényleges mérést - előny: érzékenyebb, pontosabb, mint a láng - hátrány: lassabb, drágább - szárítás, hamvasztás, atomizálás, kiégetés **[Emissziós/AES]** - lángfotometria - lángban történő gerjesztéssel végzett színképzés - emittált fényintenzitást használnuk fel mennyiségi analitikai infó kinyeréséhez - műszer felépítése egyszerű - alkáli-, alkáliföldfémek mérésére használjuk - ismeretlen mint koncentrációját kellett a gyakorlaton meghatározni - az oldószer (ami legtöbbször víz) elpárolgása, szilárd köd keletkezése, párolgás, disszociáció, gerjesztődés és emisszió - Az emittált fény különböző lencséken, prizmákon keresztüljutva színképvonalakat hoz létre, amelyek közül kiválasztjuk a mérendő elem alapvonalát. Ennek intenzitása arányos a koncentrációval - tehát e módszerrel minőségi és mennyiségi analízist is tudunk végezni - ICP-induktív csatolású plazmaégő - előny: hatákony, robosztus - hátrány: nagy energiaigény, gázfogyasztás - lényege: magas T-n argonból plazmát hozunk létre, rádiófrekvenciás tekerccsel még tovább növeljük a T-t, hűtésnél is argont használunk **[8. Referencia módszerek az élelmiszeranalitikában: protein és zsírtartalom meghatározása]** **[Kjeldahl-féle fehérje meghatározás:]** - kénsavas roncsolás lehetővé tette a nitrogén tartalom alapján történő fehérje meghatározást - ma is referencia módszer élelmiszerek, nyersanyagok, takarmányok vizsgálatában - szerves anyagok 360-410 °C-on, kénsavas közegben lejátszódó katalitikusan gyorsított oxidatív bomlása - tiszta fehérjetartalom: ha a nitrogénnek azt a mennyiséget mérjük, ami tiszta proteinből származik - nyers fehérjetartalom: ha mérjük a többi szerves anyagból származó N-t is - meghatározás kémiája: - fehérjék aminosavakból épülnek fel- N tartalmuk szűk határokon mozog, átlag 16% - N felszabadításához kénsavval kell roncsolni a szerves anyagokat a mintában - feltárás során a szerves szénatomok széndioxiddá, a hidrogénatomok vízzé oxidálódnak - A peptid kötésben lévő amid nitrogén ezzel szemben nem szenved oxidációt, hanem ammónium‑ionná alakul. - Ez úgy lehetséges, hogy a kénsavból magas hőmérsékleten keletkező kén‑trioxid, mint Lewis-sav reagál az amid csoport Lewis-bázisként viselkedő nitrogénjével, s a keletkező amido-szulfonsav már védelmet jelent a nitrogénnek az oxidáció ellen - Az amido-szulfonsav ammónium-hidrogén-szulfáttá bomlik. - Ebből az ammóniát felszabadítjuk, amely kémiailag egyenértékű a bemért minta fehérjetartalmáva - meglúgosítjuk a reakcióelegyet - vízgőzdesztillációval az ammóniát kinyerjük belőle és elnyeletjük valamilyen savban\[sósav(NaOHval titráljuk a felesleges sósavat) vagy bórsav(sósavval titráljuk a termelődő ammónium dihidrogén-borátot)\] - kénsav forráspontját adalékanyaggal növeljük - katalizátornak fontos szerepe van a reakcióidő csökkentésében(fémsók a legjobbak) - hidrogén-peroxid is gyorsítja az oxidációt - forrkövet teszünk még a roncsolócsőbe a hirtelen habképződés gátlása miatt - Az élelmiszerek a fehérjéken kívül más nitrogén tartalmú vegyületeket is tartalmaznak (pl. pirazinok, pirrolok, oxazolok, vitaminok), - amelyek a kénsavas roncsolás alatt szintén átalakulnak - befolyásolhatják a vizsgálat eredményét - gyakorlati munka - minta kimérése analitikai mérlegen, cigi papírra, összecsomagolás után roncsolócsőbe helyezzük - vakpróbába csak cigipapírt rakunk minta nélkül- titrálásnál az erre fogyott értéket ki kell majd vonni a mintára kapott fogyott mérőoldat térfogatából, így kapunk tényleges eredményt - elszívófülke alatt a mintákba 2-3 szem forrkő, 1 roncsoló tabi, 10-15 cm3 kénsav - a reakció heves és hő szabadul fel - 45 percig roncsolódnak a minták 400 ^o^C, ezután szoba Tre le kell hűlnie az oldatnak - bórsavat és NaOH-t kellett elkészíteni a roncsolás ideje alatt - kiértékelés: - fehérje tartalom: P%=K\*N% - K: szorzófaktor, növényi állati tejfehérje esetén különböző **[Zsírmeghatározás Soxhlet módszerrel]** - élelmi anyagok szabadzsír tartalmának mennyiségi, gravimetriás meghatározására alkalmas módszer - referencia - csak azoknál az élelmianyagoknál alkalmazható, melyeknél az össz és a szabad zsírtartalom megegyezik-tehát a minta nem tartalmaz kötött zsírt(savas feltárást kéne alkalmazni) - módszer elve: - zsíroldó szerrel (petroléter, dietil-éter) történő extrakció során a szabadzsír tartalom meghatározható - vízmentes mintát extraháljuk - majd az oldószermentes száraz extrakciós maradékot gravimetriásan meghatározzuk - vizsgálati anyag száraz legyen! - dietil-éter kis mennyiségű vizet tud oldani, zsírextrakciónál cukorextrakció is lejátszódhat - petroléternél viszont az emulgeált zsír a víztartalom miatt nem lenne hozzáférhető - 103 ^o^C-os szárítószekrénybe helyezzük a mintánkat 1 órára, majd lehűlést követően visszamérjük - Gyak célja - szabad zsír meghat. - 2 párhuzamos méréssel - \%os értékben kell a végeredményt megadni - Gyak menete: - talpas lombikok+3-6 szem forrkő lemérése analitikai mérlegen - extraháló hüvelybe 1 cm átmérjű vattát rakunk, mintából 2,5-3 g ot belemérünk, tömeget feljegyezzük - vattát rakunk a minta tetejére is - vízhűtés elindítátához a gyakvezető segítségét kell kérni - elszívófülke alatt 200cm3 kell a feltétbe tölteni , a folyadék a szivornyán keresztül a lombikba tud folyni, feltétet is fel kell tölteni félig, hogy elég oldószer legyen a folyamatos cirkulációhoz - ezután a készülék összeállítása következik - 40 percig végezzük az extrakciót - ezután az oldószert a kinyert zsiradékról le kell desztillálni - amikor a feltétből lefolyt az oldószer, akkor szétszedjük a készüléket és a papírhüvelyt tégelyfogóval megfogjuk és egy főzőpohárba rakjuk, majd összerakjuk ismét a berendezést - Folyamatosan nyomon követjük a petroléter mennyiségének növekedését a feltétben. Mielőtt még elérné a szivornya magasságát a petroléter szintje, vegye le a feltétet és a használt extrahálószert töltse a gyűjtőüvegbe. Majd tegye vissza a feltétet és folytassa a desztillációt mindaddig, amíg a lombikban már csak zsír van - kinyert zsiradékot 1 óra szárítás után vissza kell mérni - végül mosogatás