Samenvatting Gevorderde Instrumentele Analytische Chemie [UCLL]

Samenvatting gevorderde instrumentele analyse

Inhoud
Gevorderde elektrochemie ..................................................................................................................... 2
1. Conductometrie............................................................................................................................... 2
1.1 Theorie....................................................................................................................................... 2
1.2 apparatuur ........................................................................................................................... 3
1.3 Toepassingen oefeningen p13 ............................................................................................ 3
2. Potentiometrie ................................................................................................................................ 4
2.1 Theorie....................................................................................................................................... 4
2.2 Apparatuur ................................................................................................................................ 5
2.3 Toepassingen ............................................................................................................................. 8
3. Elektrolyse technieken .................................................................................................................... 9
3.1 Theorie....................................................................................................................................... 9
3.2 Elektrogravimetrie ................................................................................................................... 11
3.3 Coulometrie ............................................................................................................................. 13
4. Voltammetrische en aanverwante technieken ............................................................................. 15
4.1 Polarografie ............................................................................................................................. 15
4.2 Amperometrie ......................................................................................................................... 18
5. Gastles metrohm ........................................................................................................................... 21
2 Gevorderde chromatografie.......................................................................................................... 25
2.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 25
2.2 Super kritische fluïdum chromatografie SFC .............................................................................. 26
2.2.1 Superkritische vloeistof ........................................................................................................ 26
2.2.2 Apparatuur ........................................................................................................................... 26
2.3 Ultra high performance chromatografie UPLC ........................................................................... 27




1

,Gevorderde elektrochemie

1. Conductometrie
1.1 Theorie
Conductometrie = het meten van geleidbaarheid (wisselstroom  anders reductie ionen)

Celweerstand R [Ω]= de weerstand van de vloeistof tussen de twee elektroden

Geleidbaarheid G (=1/R) [S] = het vermogen om elektrische stroom door te laten



Factoren die de geleidbaarheid beïnvloeden

 l = afstand tussen de 2 elektroden [cm]
 S = oppervlakte van de elektroden [cm²]

 Wet van Pouillet:

 Aantal ionen tussen de 2 elektroden
 Aard van de ionen tussen de 2 elektroden (mobiliteit ion)
 Temperatuur en viscositeit van de vloeistof (invloed op mobiliteit)



Conductiviteit

Uit de wet van Pouillet komt:

𝑅 =𝜌∙ met ρ = resistiviteit of specifieke weerstand [Ω*cm]

𝐺 =𝜎∙ met σ = conductiviteit of specifieke geleidbaarheid = 1/ρ [S/cm]

𝜎=𝐺∙ met = 𝐾 = celconstante [cm-1]

σ is de geleidbaarheid specifiek aan de vloeistof en wordt dus niet beïnvloed door l en S.

Celconstante K : l/S en is specifiek aan de conductometrische cel.



Molaire conductiviteit

Molaire conductiviteit = 𝛬 = is de conductiviteit herleid naar een concentratie van 1 mol/L.




2

, Sterke elektrolyten:

Λ∞ is eigen aan het elektrolyt, onafhankelijk van instrumentele parameters, onafhankelijk van de
concentratie, wel afhankelijk van de temperatuur. Het wordt bepaald in een toestand zonder
wisselwerking tussen ionen onderling zodat:
Λ = Σ 𝑣 . 𝜆 (𝑘𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑒𝑛) + Σ 𝑣 . 𝜆 (𝑎𝑛𝑖𝑜𝑛𝑒𝑛) met v+ en v- = stoichiometrische coëfficiënten

1.2 apparatuur
Wheatstone-type conductometer

Spanningswet: Stroomwet:
UDA = UCD I1 = I2 + IG
I1R1 = IxRx IX + I G = IR
en bij evenwicht: IG = 0
UAB = UBC dus:
I2R2 = IRRR I1 = I 2
Dus: = IX = IR

De twee wetten samen én evenwicht:

=

=

Of dus:

𝐺 = = ∙
RX is de celweerstand van de vloeistof, RR is de regelbare weerstand.



Elektronische conductometer

= OPAMP met negatieve feedback  streeft naar een potentiaal op punt S van nul

𝐸 =− ∙𝐸
R1 wordt vervangen door een conductimetrische cel met
onbekende RX. En Ei is afkomstig van een AC-bron.

𝐺 =− ∙
∙𝐸 of 𝐺 =𝑘∙𝐸



1.3 Toepassingen oefeningen p13
 Directe meting
 Titraties  EP  kwantitatieve bepaling
o Snijpuntsbepaling dmv extrapolatie van rechten
o Mag niet beïnvloed worden door volumestijging/verdunning
 Volumecorrectie 𝐺 ∗ = 𝐺 ∙
 Verdunning verwaarloos maken (ctitrans = 100* ctitreren vl)
 Bijzondere toepassing: CMC bepaling




3