Analyse in complexe matrices
INLEIDING
Staalopzuivering minder achtergrondruis methode gevoeliger.
Analyseapparaat: zuivere stalen minder snel vervuild tijd en kostenbesparend.
Matrix = omgeving waarin een te analyseren substantie zich bevindt.
Analiet = verbinding die kwalitatief of kwantitatief dient bepaald te worden.
Precisie = graad van reproduceerbaarheid. Als er een kleine spreiding is bij herhaling van experiment.
- RSD
Nauwkeurigheid = maat van accuraatheid / maat voor de afwijking of fout tov werkelijke waarde.
- Grote nauwkeurigheid niet altijd precisie. (visa versa)
ANALYSE VAN MONSTERS IN DE PRAKTIJK
Definiëren van de probleemstelling
Precisie afhankelijk van concentratie in staal
- Hoeveelheid benadert detectielimiet grotere RSD dan stalen waar meer analiet aanwezig is.
Verschillende labo zelfde staal analyse met weinig analiet spreiding groot = minder betrouwbaar.
= Horwitz trompet (C = m/m)
- Nauwkeurigheid een functie van de concentratie.
o Kleine concentraties: voorzorgen nemen om geen product kwijt te spelen (adsorptie)
o Vereiste nauwkeurigheid bepaalt de analysemethode en monstervoorbereiding.
- Chemische samenstelling rol in bepalen van strategie om stalen op te zuiveren alvorens te
analyseren.
o Niet gekend kwalitatieve analyse uitvoeren op het staal.
- Fysische eigenschappen van staal en analiet
o Vluchtig: voorzorgen nemen.
o Niet homogeen: homogeniseren of voorzichtig zijn.
o Stabiliteit, oplosbaarheid en hygroscopiciteit.
- Aantal stalen analyseren beïnvloedt analysemethode.
o Groot: lange tijd en meer energie steken in op punt stellen van methode.
,Literatuuroverzicht
1. Algemeen naslagwerk over analytische chemie
o Courante of algemene methoden en technieken terugvinden.
2. Verdiepen in specifieke literatuur en tijdschriftartikels waarin men gedetailleerd de
analyseprotocols kan lezen.
Keuze analysemethode
Meerdere methoden: economische factor, aantal stalen.
Geen methode: aanpassing protocol of zoeken naar nieuwe methode.
Methode uittesten
1. Eerst methode evalueren en valideren.
o Lineariteit
o LOD en LOQ
o Matrix effect
o Reproduceerbaarheid
o Accuraatheid
o Precisie
2. Analyse standaardmonsters (gehalte goed gekend) en referentie.
3. Standaardadditiemethode
o Analyses herhalen mits toevoeging van gekende hoeveelheid standaardoplossing.
o Verschil in meetwaarde = hoeveelheid toegevoegd.
o Indicatie van eventuele verliezen
AFNAME EN EIGENSCHAPPEN VAN MONSTERS
Representativiteit van de monstername
- Tijdstip bloedname, plaatens en diepte van bodemmonsters.
- Hoeveelheid.
Variantie:
Standaarddeviatie:
Gemiddelde:
RSD = RSD² = = n=
p = kan sop aanwezigheid
q = kan sop afwezigheid
q+p=1
n = aantal deeltjes
Benadering want:
- Kunnen meerdere componenten aanwezig zijn in het mengsel.
- Gehalte in verschillende korrels niet gelijk.
- Niveau van niet-homogeniteit verschillend.
, Rekening houden met aard en vorm van geheel waaruit staal dient genomen te worden
- Grotere oppervlakken: stalen op verschillende willekeurige punten nemen en tijdstip.
- Behandeling erna: transport, bewaring.
Technieken voor monstername
Gassen
- Volume of debiet gekend.
- Tijdens monstername: debiet en T constant.
- Opvangen: borrelen door een vloeistof die bestanddelen kan oplossen of VOST (Volatile
Organic Sampling train) buisjes gevuld met adsorbens (Tenax), gas door buisje daarna
geadsorbeerde stoffen er weer afhalen door op te warmen = vluchtige verbindingen met KP
tussen 30-100°C.
Vloeistoffen
- Watermonsters uit leidingen: leiding spoelen, vloeistof opvangen in recipiënt en afsluiten.
- Staal niet contamineren met stop, dus met Al of teflon.
- Volledig vullen: vluchtige bestanddelen niet terechtkomen in luchtlaag boven vloeistof.
- Transport: beetje lucht in fles owv uitzetting en inkrimping door T-schommelingen.
Vaste stoffen
- Oplossing eerst affiltreren.
- Bodemmonsters en gesteentes: uitboren en dan malen.
o Contaminaties meten: + H2O producten lossen op in waterfase deze oplossing
verder analyseren.
- Monsters uit vaste stoffen: oplossen met geconcentreerde sterke zuren of verbranding in
Schöniger kolf = ionen vrijzetten uit matrix door oxidatie (organisch en mineraal N, F, Cl, I P
en S).
o Staal op stukje asvrij filtreerpapier (vast) of in gelatine capsule (vloeistof) staal in
platina mandje, vast aan geslepen stop die in erlenmeyer past in erlenmeyer
opvangvloeistof (NaOH) erlenmeyer vullen met O2 monster aansteken en in
erlenmeyer brengen staal opgebrand erlenmeyer schudden = alle gassen
opgelost in opvangvloeistof ionen in vloeistof bepalen dmv ionenchromatografie
of titraties.
Monstername stalen labelen.
Staal opsturen
- Tijd en exacte plaats van staalname
- Wijze van staalname
- Aard
- Kleur van staal bij staalname.
INLEIDING
Staalopzuivering minder achtergrondruis methode gevoeliger.
Analyseapparaat: zuivere stalen minder snel vervuild tijd en kostenbesparend.
Matrix = omgeving waarin een te analyseren substantie zich bevindt.
Analiet = verbinding die kwalitatief of kwantitatief dient bepaald te worden.
Precisie = graad van reproduceerbaarheid. Als er een kleine spreiding is bij herhaling van experiment.
- RSD
Nauwkeurigheid = maat van accuraatheid / maat voor de afwijking of fout tov werkelijke waarde.
- Grote nauwkeurigheid niet altijd precisie. (visa versa)
ANALYSE VAN MONSTERS IN DE PRAKTIJK
Definiëren van de probleemstelling
Precisie afhankelijk van concentratie in staal
- Hoeveelheid benadert detectielimiet grotere RSD dan stalen waar meer analiet aanwezig is.
Verschillende labo zelfde staal analyse met weinig analiet spreiding groot = minder betrouwbaar.
= Horwitz trompet (C = m/m)
- Nauwkeurigheid een functie van de concentratie.
o Kleine concentraties: voorzorgen nemen om geen product kwijt te spelen (adsorptie)
o Vereiste nauwkeurigheid bepaalt de analysemethode en monstervoorbereiding.
- Chemische samenstelling rol in bepalen van strategie om stalen op te zuiveren alvorens te
analyseren.
o Niet gekend kwalitatieve analyse uitvoeren op het staal.
- Fysische eigenschappen van staal en analiet
o Vluchtig: voorzorgen nemen.
o Niet homogeen: homogeniseren of voorzichtig zijn.
o Stabiliteit, oplosbaarheid en hygroscopiciteit.
- Aantal stalen analyseren beïnvloedt analysemethode.
o Groot: lange tijd en meer energie steken in op punt stellen van methode.
,Literatuuroverzicht
1. Algemeen naslagwerk over analytische chemie
o Courante of algemene methoden en technieken terugvinden.
2. Verdiepen in specifieke literatuur en tijdschriftartikels waarin men gedetailleerd de
analyseprotocols kan lezen.
Keuze analysemethode
Meerdere methoden: economische factor, aantal stalen.
Geen methode: aanpassing protocol of zoeken naar nieuwe methode.
Methode uittesten
1. Eerst methode evalueren en valideren.
o Lineariteit
o LOD en LOQ
o Matrix effect
o Reproduceerbaarheid
o Accuraatheid
o Precisie
2. Analyse standaardmonsters (gehalte goed gekend) en referentie.
3. Standaardadditiemethode
o Analyses herhalen mits toevoeging van gekende hoeveelheid standaardoplossing.
o Verschil in meetwaarde = hoeveelheid toegevoegd.
o Indicatie van eventuele verliezen
AFNAME EN EIGENSCHAPPEN VAN MONSTERS
Representativiteit van de monstername
- Tijdstip bloedname, plaatens en diepte van bodemmonsters.
- Hoeveelheid.
Variantie:
Standaarddeviatie:
Gemiddelde:
RSD = RSD² = = n=
p = kan sop aanwezigheid
q = kan sop afwezigheid
q+p=1
n = aantal deeltjes
Benadering want:
- Kunnen meerdere componenten aanwezig zijn in het mengsel.
- Gehalte in verschillende korrels niet gelijk.
- Niveau van niet-homogeniteit verschillend.
, Rekening houden met aard en vorm van geheel waaruit staal dient genomen te worden
- Grotere oppervlakken: stalen op verschillende willekeurige punten nemen en tijdstip.
- Behandeling erna: transport, bewaring.
Technieken voor monstername
Gassen
- Volume of debiet gekend.
- Tijdens monstername: debiet en T constant.
- Opvangen: borrelen door een vloeistof die bestanddelen kan oplossen of VOST (Volatile
Organic Sampling train) buisjes gevuld met adsorbens (Tenax), gas door buisje daarna
geadsorbeerde stoffen er weer afhalen door op te warmen = vluchtige verbindingen met KP
tussen 30-100°C.
Vloeistoffen
- Watermonsters uit leidingen: leiding spoelen, vloeistof opvangen in recipiënt en afsluiten.
- Staal niet contamineren met stop, dus met Al of teflon.
- Volledig vullen: vluchtige bestanddelen niet terechtkomen in luchtlaag boven vloeistof.
- Transport: beetje lucht in fles owv uitzetting en inkrimping door T-schommelingen.
Vaste stoffen
- Oplossing eerst affiltreren.
- Bodemmonsters en gesteentes: uitboren en dan malen.
o Contaminaties meten: + H2O producten lossen op in waterfase deze oplossing
verder analyseren.
- Monsters uit vaste stoffen: oplossen met geconcentreerde sterke zuren of verbranding in
Schöniger kolf = ionen vrijzetten uit matrix door oxidatie (organisch en mineraal N, F, Cl, I P
en S).
o Staal op stukje asvrij filtreerpapier (vast) of in gelatine capsule (vloeistof) staal in
platina mandje, vast aan geslepen stop die in erlenmeyer past in erlenmeyer
opvangvloeistof (NaOH) erlenmeyer vullen met O2 monster aansteken en in
erlenmeyer brengen staal opgebrand erlenmeyer schudden = alle gassen
opgelost in opvangvloeistof ionen in vloeistof bepalen dmv ionenchromatografie
of titraties.
Monstername stalen labelen.
Staal opsturen
- Tijd en exacte plaats van staalname
- Wijze van staalname
- Aard
- Kleur van staal bij staalname.
