"Metody instrumentalne w analizie chemicznej"

Spis treści

Wykaz skrótów i symboli używanych w książce 12

CZĘŚĆ I. PROCES ANALITYCZNY 18

Rozdział 1. Przedmiot i zadania chemii analitycznej 18

1.1. Podstawowe pojęcia z zakresu chemii analitycznej 20

Rozdział 2. Etapy procesu analitycznego 22

2.1. Pobieranie próbek do analizy 23

2.2. Przygotowanie próbek do analizy 26

2.2.1. Przeprowadzanie próbek do roztworu 27

2.2.2. Wydzielanie, rozdzielanie i zatężanie analitu 29

2.3. Pomiar 30

2.3.1. Metody bezwzględne (absolutne) 30

2.3.2. Metody porównawcze (względne) 31

2.3.3. Wzorce 37

2.3.4. Kryteria wyboru metody analitycznej 38

2.4. Przyrządy pomiarowe 39

Rozdział 3. Opracowanie wyników i ich statystyczna ocena 42

3.1. Błędy w analizie chemicznej 42

3.2. Statystyczna ocena wyników 43

3.1.1. Błąd względny i bezwzględny oraz średnia arytmetyczna 43

3.2.1. Rozkład normalny błędów pomiarowych 43

3.2.2. Odchylenie standardowe 44

3.2.3. Przedział ufności 45

3.2.4. Testy statystyczne 46

3.2.5. Wyznaczanie prostej regresji 47

3.3. Walidacja metod analitycznych 48

3.3.1. Krzywa kalibracyjna 48

3.3.2. Liniowość wskazań 49

3.3.3. Czułość metody 49

3.3.4. Precyzja i dokładność 50

3.3.5. Granica wykrywalności i oznaczalności 51

3.3.6. Stabilność 53

3.3.7. Odzysk analitu 53

3.3.8. Selektywność 54

Rozdział 4. Komputery w laboratorium analitycznym 56

4.1. Sprzężenie przyrządów pomiarowych z komputerem 57

CZĘŚĆ II. METODY SPEKTROSKOPOWE 62

Rozdział 5. Wprowadzenie do metod spektroskopowych 62

5.1. Spektroskopia 62

5.2. Podział spektroskopii 64

Rozdział 6. Spektroskopia molekularna 66

6.1. Spektrofotometria UV–Vis 67

6.1.1. Rodzaje przejść elektronowych 68

6.1.2. Prawa absorpcji 72

6.1.3. Aparatura 77

6.1.4. Analiza ilościowa 85

6.1.5. Zastosowanie spektrofotometrii UV–Vis w analizie jakościowej 93

6.1.6. Zastosowanie spektrofotometrii UV–Vis 96

6.2. Spektroskopia fotoakustyczna w obszarze widzialnym i nadfiolecie 99

6.3. Spektrofluorymetria 101

6.3.1. Wprowadzenie 101

6.3.2. Aparatura 104

6.3.3. Analityczne zastosowanie spektrofluorymetrii 105

6.4. Spektrofotometria w podczerwieni (IR) 108

6.4.1. Podstawy teoretyczne spektrofotometrii IR 109

6.4.2. Spektrofotometry IR 114

6.4.3. Techniki pomiarowe w spektrofotometrii IR 118

6.4.4. Zastosowanie spektrofotometrii w podczerwieni 123

6.5. Laserowa spektrometria ramanowska 129

6.5.1. Spektrometry ramanowskie 131

6.5.2. Zastosowanie spektrometrii ramanowskiej 132

6.6. Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego 133

6.6.1. Podstawy teoretyczne spektroskopii NMR 133

6.6.2. Aparatura 137

6.6.3. Metodyka pomiarów NMR 138

6.6.4. Zastosowanie spektrometrii NMR 139

6.6.5. Rezonans magnetyczny jąder 13C 142

6.6.6. Przykłady zastosowań spektroskopii NMR 142

Rozdział 7. Spektrometria atomowa 144

7.1. Wstęp 144

7.2. Absorpcyjna spektrometria atomowa 147

7.2.1. Podstawy metody AAS 147

7.2.2. Aparatura 149

7.2.3. Analiza ilościowa metodą AAS 156

7.3. Emisyjna spektrometria atomowa 159

7.3.1. Fotometria płomieniowa 160

7.3.2. Spektrografia 160

7.3.3. Plazmowa emisyjna spektrometria atomowa 164

CZĘŚĆ III. METODY ELEKTROANALITYCZNE 170

Rozdział 8. Podstawy metod elektroanalitycznych 170

8.1. Roztwory elektrolitów 170

8.2. Potencjał elektrody — podwójna warstwa elektryczna 172

8.3. Reakcje elektrodowe 173

8.4. Ogniwo galwaniczne 174

8.5. Podział metod elektroanalitycznych 174

Rozdział 9. Potencjometria 176

9.1. Podstawy metody 176

9.2. Aparatura potencjometryczna 178

9.2.1. Rodzaje elektrod 179

9.2.2. Elektrody porównawcze 180

9.2.3. Elektrody wskaźnikowe 183

9.2.4. Potencjometry (pH-metry) 193

9.3. Analityczne zastosowanie potencjometrii 194

9.3.1. pH-metria 194

9.3.2. Potencjometria bezpośrednia 196

9.3.3. Miareczkowanie potencjometryczne 199

9.3.4. Przykłady zastosowań potencjometrii z użyciem ISE 201

Rozdział 10. Elektrograwimetria. Kulometria 203

10.1. Elektrograwimetria 204

10.1.1. Aparatura do elektrolizy 206

10.1.2. Zastosowanie elektrolizy i elektrograwimetrii 207

10.2. Kulometria 208

10.2.1. Kulometria potencjostatyczna 208

10.2.2. Kulometria amperostatyczna 209

Rozdział 11. Polarografia. Woltamperometria 212

11.1. Polarografia stałoprądowa — klasyczna (DCP) 213

11.1.1. Rola elektrolitu podstawowego 214

11.1.2. Prąd dyfuzyjny — równanie Ilkoviˇca 215

11.1.3. Maksima polarograficzne 216

11.1.4. Układ pomiarowy 217

11.1.5. Polarografia stałoprądowa w analizie 220

11.2. Polarografia zmiennoprądowa (ACP) 225

11.2.1. Polarografia zmiennoprądowa sinusoidalna 225

11.3. Polarografia impulsowa 227

11.2.2. Polarografia zmiennoprądowa prostokątna (SWP) 227

11.3.1. Polarografia impulsowa normalna (NPP) 227

11.3.2. Polarografia impulsowa różnicowa (DPP) 228

11.4. Woltamperometria 231

11.4.1. Woltamperometria z liniowo zmieniającym się potencjałem (LSV) 231

11.4.2. Woltamperometria cykliczna 232

11.4.3. Woltamperometria odwrócona (inwersyjna) 233

Rozdział 12. Miareczkowanie amperometryczne 240

12.1. Miareczkowanie amperometryczne z jedną polaryzowaną elektrodą 240

12.2. Miareczkowanie amperometryczne z dwiema elektrodami wskaźnikowymi (polaryzowanymi) 241

Rozdział 13. Konduktometria 244

13.1. Podstawy teoretyczne 244

13.2. Pomiar przewodności 246

13.2.1. Konduktometria klasyczna 246

13.2.2. Konduktometria bezkontaktowa (bezelektrodowa) 247

13.3. Zastosowanie konduktometrii 248

13.3.1. Konduktometria bezpośrednia 248

13.3.2. Miareczkowanie konduktometryczne 250

CZĘŚĆ IV. METODY CHROMATOGRAFICZNE 256

Rozdział 14. Wprowadzenie do metod chromatograficznych 256

14.1. Klasyfikacja metod chromatograficznych 256

14.2. Podstawy teoretyczne procesu chromatograficznego 258

14.2.1. Podstawowe pojęcia i definicje 258

14.2.2. Podstawy teoretyczne 260

14.2.3. Oddziaływania międzycząsteczkowe 262

14.2.4. Jakość rozdzielania chromatograficznego 264

Rozdział 15. Chromatografia gazowa 270

15.1. Aparatura do chromatografii gazowej 270

15.1.1. Gaz nośny 271

15.1.2. Regulacja i pomiar przepływu gazu nośnego 272

15.1.3. Dozowniki 273

15.1.4. Kolumny i wypełnienia kolumn 274

15.1.5. Detektory 282

15.1.6. Rejestratory, integratory i przetwarzanie danych 289

15.2. Wybór parametrów analizy 290

15.3. Zastosowanie chromatografii gazowej 293

15.3.1. Analiza jakościowa 293

15.3.2. Analiza ilościowa 295

15.4. Techniki specjalne w chromatografii gazowej 299

15.4.1. Analiza równowagowej fazy gazowej nad roztworem 299

15.4.2. Analiza trudno lotnych substancji po derywatyzacji 299

15.5. Przykłady zastosowań chromatografii gazowej 300

15.4.3. Pirolityczna chromatografia gazowa 300

Rozdział 16. Wysokosprawna chromatografia cieczowa 302

16.1. Aparatura 303

16.1.1. Zbiorniki fazy ruchomej 303

16.1.2. Pompy 304

16.1.3. Dozowniki 306

16.1.4. Kolumny 307

16.1.5. Detektory 307

16.2. Wypełnienia kolumn — fazy stacjonarne w wysokosprawnej chromatografii cieczowej 310

16.2.1. Fazy chemicznie związane na bazie krzemionki 310

16.3. Fazy ruchome i mechanizmy rozdzielcze w chromatografii cieczowej 314

16.3.1. Fazy ruchome w chromatografii adsorpcyjnej 314

16.3.2. Fazy ruchome dla faz chemicznie związanych 316

16.3.3. Faza ruchoma w chromatografii jonowymiennej 317

16.3.4. Fazy ruchome w chromatografii żelowej 318

16.3.5. Elucja izokratyczna i elucja gradientowa 318

16.4. Wybór techniki chromatograficznej i aspekty praktyczne HPLC 319

16.5. Zastosowanie wysokociśnieniowej chromatografii cieczowej 320

Rozdział 17. Chromatografia jonowa 321

17.1. Jonity do chromatografii jonowej 322

17.2. Równowagi wymiany jonowej 322

17.3. Mechanizm retencji jonów w chromatografii jonowej 324

17.4. Aparatura 326

17.4.1. Układ z tłumieniem — układ dwukolumnowy 327

17.4.2. Układ z pojedynczą kolumną 329

17.5. Zastosowanie chromatografii jonowej 330

Rozdział 18. Inne, wybrane techniki chromatograficzne 333

18.1. Chromatografia fluidalna 333

18.2. Elektroforeza kapilarna 334

18.2.1. Aparatura 335

18.2.2. Techniki analityczne w EC 336

18.2.3. Zalety i zastosowanie elektroforezy kapilarnej 338

18.3. Chromatografia planarna 340

CZĘŚĆ V. METODY RÓŻNE 346

Rozdział 19. Spektrometria mas 346

19.1. Spektrometry mas 347

19.1.1. Układ wprowadzania próbki 347

19.1.2. Źródło jonów — komora jonizacyjna 347

19.1.3. Analizator jonów 350

19.2. Widma mas związków organicznych 352

19.1.4. Detektory 352

19.1.5. Rejestrator — komputer 352

19.3. Fragmentacja mas związków organicznych 354

19.4. Zastosowanie spektrometrii mas 357

Rozdział 20. Spektroskopia laserowa 359

20.1. Lasery 359

20.2. Metody spektroskopowe z laserowym źródłem promieniowania 362

20.2.1. Absorpcyjna cząsteczkowa spektroskopia laserowa 363

Rozdział 21. Spektroskopia promieniowania rentgenowskiego 365

21.1. Absorpcyjna spektroskopia rentgenowska 366

21.2. Emisyjna spektroskopia rentgenowska 366

21.3. Fluorescencyjna spektroskopia rentgenowska 366

Rozdział 22. Spektroskopia fotoelektronów 369

22.1. Podstawy teoretyczne 369

22.2. Zastosowanie spektroskopii fotoelektronów w chemii analitycznej 371

Rozdział 23. Metody termoanalityczne 374

23.1. Analiza termograwimetryczna 374

23.2. Analiza wydzielonego gazu (EGA) 376

23.3. Różnicowa analiza termiczna (DTA) i różnicowa analiza kalorymetryczna (DSC) 376

23.4. Techniki łączone 378

23.5. Miareczkowanie termometryczne 379

Rozdział 24. Czujniki (sensory) chemiczne 381

24.1. Czujniki optyczne 382

24.2. Czujniki elektrochemiczne 384

24.3. Czujniki czułe na zmiany masy 385

24.3.1. Czujniki piezoelektryczne — mikrowagi kwarcowe 385

24.3.2. Czujniki akustyczne 385

Rozdział 25. Analiza przepływowo-wstrzykowa 386

25.1. Aparatura 386

25.2. Podstawy teoretyczne 388

25.3. Zastosowanie analizy przepływowo-wstrzykowej 389

25.3.1. Oznaczanie chlorków 390

25.3.2. Oznaczanie Fe(III) 390

Uzupełnienia 393

U-I. Pytania, zadania, problemy 393

U-II. Wartości stałych fizycznych 402

U-III. Jednostki SI i ich przeliczanie 402

U-IV. Wartości krytyczne rozkładu t-Studenta 403

Literatura 404

Skorowidz 406