Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék Szerkesztette: POKOL GYÖRGY Írta: POKOL GYÖRGY, GYURCSÁNYI E. RÓBERT, SIMON ANDRÁS, BEZÚR LÁSZLÓ, HORVAI GYÖRGY, HORVÁTH VIOLA, DUDÁS KATALIN MÁRIA Lektorálta: KRISTÓF JÁNOS ANALITIKAI KÉMIA Egyetemi tananyag 2011

2 COPYRIGHT: , Dr. Pokol György, Dr. Gyurcsányi E. Róbert, Dr. Simon András, Dr. Bezúr László, Dr. Horvai György, Dr. Horváth Viola, Dudás Katalin Mária, BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék LEKTORÁLTA: Dr. Kristóf János, Pannon Egyetem Creative Commons NonCommercial-NoDerivs 3.0 (CC BY-NC-ND 3.0) A szerző nevének feltüntetése mellett nem kereskedelmi céllal szabadon másolható, terjeszthető, megjelentethető és előadható, de nem módosítható. TÁMOGATÁS: Készült a TÁMOP /2/A/KMR számú, Multidiszciplináris, modulrendszerű, digitális tananyagfejlesztés a vegyészmérnöki, biomérnöki és vegyész alapképzésben című projekt keretében. KÉSZÜLT: a Typotex Kiadó gondozásában FELELŐS VEZETŐ: Votisky Zsuzsa AZ ELEKTRONIKUS KIADÁST ELŐKÉSZÍTETTE: Waizinger József ISBN KULCSSZAVAK: mennyiségi elemzés, minőségi elemzés, térfogatos analízis, titrimetria, elektroanalitikai módszerek, potenciometria, konduktometria, analitikai spektroszkópia, emissziós spektrometria, atomabszorpciós spektrometria, flureszcencia spektroszkópia, tömegspektrometria, kromatográfia, elektroforézis, immunanalitikai módszerek. ÖSSZEFOGLALÁS: A tananyag az analitikai kémiai tanulmányok és a későbbi gyakorlati elemző munka - megalapozását szolgálja. Épít az általános kémiai, valamint az alapvető szervetlen és szerves kémiai és fizikai ismeretekre, és megadja az analitikai laboratóriumi gyakorlatok elméleti hátterét. A bevezető fejezet az analitikai kémia alapfogalmait tárgyalja, gyakorlati mennyiségi elemzési példák segítségével. A fejezetet az analitika minőségbiztosításának alapjai zárják. A bevezetést követően az anyag a legfontosabb méréstechnikák, módszercsaládok szerint épül fel, bemutatva az egyes módszerek elvét, működését és alkalmazását, a kapcsolódó számításokat. A klasszikus elemzési módszereket (sav-bázis, komplexometriás, csapadékos és redoxi titrálások, tömegszerinti elemzés) követően a műszeres analitikát: az elektroanalitikai, az atom- és molekulaspektroszkópiai méréstechnikákat, majd a legfontosabb elválasztási módszereket (gáz- és folyadékkromatográfia, elektroforézis) mutatjuk be. Külön fejezet foglalkozik az immunreakciókon alapuló elemzési eljárásokkal. Az analízis folyamatainak, a módszerek működésének és alkalmazási lehetőségeinek megértését nagyszámú ábra és animáció segíti. Az anyaghoz kapcsolódó videók a módszerek alapját képező jelenségeket szemléltetik, illetve analitikai eszközöket és műveleteket mutatnak be. Az egyes fejezetek végén kidolgozott számpéldák, valamint ellenőrző kérdések és számítási feladatok kaptak helyet.

3 TA RTA L O M J E G Y Z É K I. BEVEZETŐ Bevezetés az analitikai kémiába Alapfogalmak Bevezető példák az analitika különböző területeiről A mennyiségi meghatározás általános módszerei Az elemzések minőségbiztosításának alapjai II. KLASSZIKUS ANALITIKA A. TITRIMETRIA Bevezető A Mérőoldatok koncentrációja Titráltsági fok Sav-bázis titrálások Erős sav vagy erős bázis titrálása Egyértékű gyenge sav vagy gyenge bázis titrálása Többértékű savak és bázisok titrálása Sav-bázis titrálások nemvizes közegben Kérdések és számolási feladatok Komplexometria Bevezető Kelatometriás titrálás Kérdések és számolási feladatok Csapadékos Titrálás Argentometria Kérdések és számolási feladatok Redoxi titrálás Bevezető Permanganometria Jodometria Bromatometria Cerimetria Kromatometria Kérdések és számítási feladatok II. KLASSZIKUS ANALITIKA B. GRAVIMETRIA Bevezető Gravimetriás mérésre példa Csapadékképző mérési módszerek összehasonlítása I. - 3.

4 1.3. Kérdések és számítási feladatok III. MŰSZERES ANALITIKA A. ELEKROANALITIKA Bevezető Potenciometria Bevezetés Galváncellák Referenciaelektród (Vonatkozási elektród) Indikátorelektródok Konduktometria A vezetés meghatározása Konduktometriás titrálások Kérdések és számítási feladatok III. MŰSZERES ANALITIKA B. SPEKTROSZKÓPIA Optikai spektroszkópia Bevezető Az optikai spektrométerek felépítése Atomspektroszkópia Bevezető Lángemissziós módszer, lángfotometria Szikraspektrometria Induktív csatolású plazma optikai emissziós módszer (ICP-OES) Atomabszorpciós spektrometria (AAS) Induktív csatolású plazma tömegspektrometriás (ICP-MS) módszer Optikai molekulaspektroszkópia Ultraibolya-látható (UV-VIS) spektroszkópia Lumineszcenciaspektroszkópia Infravörös (IR) spektroszkópia Tömegspektrometria Bevezető A tömegspektrométerek részegységei Ellenőrző kérdések Általános spektroszkópiai kérdések Atomspektroszkópiai kérdések Molekulaspektroszkópiai kérdések Tömegspektroszkópiai kérdések III. MŰSZERES ANALITIKA C. ELVÁLASZTÁSTECHNIKA I. - 4.

5 1. Bevezető Kromatográfia Bevezetés a kromatográfiába Gázkromatográfia Folyadékkromatográfia Elektroforézis Az elektroforézis rövid ismertetése III. MŰSZERES ANALITIKA D. IMMUNANALITIKA Bevezető Alapfogalmak Az immunrendszer működése (olvasmány) Az ellenanyag Az ellenanyagok szerkezete Az antigén-ellenanyag reakció egyensúlya Az ellenanyagok egyedülálló tulajdonságai az immunanalitikai módszer jellemzői Az antigén-ellenanyag komplex szerkezete Ellenanyagok előállítása analitikai célra Antigén-antitest reakción alapuló analitikai mérések A mérési módszerek csoportosítása Jelölés nélküli technikák Jelölt immunreagenst használó mérések immunoassay-ek Mennyiségi meghatározás immunoassay-ekkel Kalibráció Immunoassay-ek a gyakorlatban Ellenőrző kérdések IV. FÜGGELÉK Irodalomjegyzék a Spektroszkópia (III.B.) fejezethez Ábrák, videók, táblázatok jegyzéke Ábrák Videók Táblázatok I. - 5.