1) Bespreek de DAD, leg uit. Bespreek de resolutie en de diode zelf.
DAD = diode array ditector
Het is een siliciumfotodiode, een diode bestaat uit een pn-junctie
gemaakt van gedopeerd Si. Wanneer er licht invalt op de pn-
halfgeleider zal er extra elektron-gat paren gevormd worden →
ontstaan van een stroom ≈ lichtintensiteit.
Diode Array Detector:
Laat toe om tegelijkertijd een volledig spectrum op te nemen ipv een relatief trage golflengte-scan
over een gans spectrum, golflengte per golflengte zoals bij gewone spectrofotometers.
Simultane metingen bij verschillende golflengten.
p-type Si staafjes worden gevormd op een n-type Si substraat: reeks van pn-junctie diodes. Spanning
wordt aangelegd zodat gaten en e- wegtrekken van junctie en een depletiezone ontstaat met een zeer
lage conc. aan ladingsdragers → ladingen gestockeerd aan ieder zijde van depletiezone = condensator.
Licht valt in op depletiezone → ontlading van condensator ≈ lichtintensiteit = detectorsignaal
Spectrofotometers die DAD gebruiken: WIT licht valt in op
cuvet & dan pas wordt doorgelaten licht via monochromator
gesplitst in de samenstellende golflengten, deze vallen in op de
DAD. Ieder afzonderlijke golflengte valt in op 1 enkele diode.
Resolutie afhankelijk van afstand tussen diodes en de dispersie
van de monochromator.
2) Bespreek MALDI – TOF
Combinatie van de MALDI ionisatie met TOF massascheiding vormt de MALDI-TOF techniek.
• MALDI = matrix assisted laser desorption ionisation ionisatietechniek
• TOF = time of flight analysator – massascheiding
MALDI:
• Vorming van een ‘vaste oplossing’:
de te analyseren moleculen worden verdeeld over een matrix zodat ze volledig geïsoleerd zijn van
elkaar
• Matrixexcitatie:
matrix + staal wordt bestraald door een laser → Energie van de laser wordt door matrix
geabsorbeerd waardoor matrix + staal geëxciteerd worden → lokale desintegratie van vaste
oplossing → vorming van clusters = 1 enkele geëxciteerde molecule omgeven door neutrale en
geëxciteerde matrixmoleculen. Matrixmoleculen verdampen waardoor enkel geëxciteerde
moleculen over blijven
• Ionisatie:
Analysemoleculen worden geïoniseerd door protonering - pos ionen (M+H)+ of door deprotonering
– neg ionen (M-H)- door de geëxciteerde matrix. Neg ionen kunnen interacties aangaan met
electronen en zo (M)°- radicalen moleculaire ionen vormen.
Soms worden er ook dimeren of trimeren gevormd.
,TOF: tijd evenredig met massa/lading verhouding
Om de snelheid van de ionen te kunnen te detecteren meet men de tijd die de ionen doen over het
afleggen van een bepaalde afstand. Ionen die op hetzelfde moment vertrekken komen op een
verschillend moment aan bij de detector → hoe groter ion, hoe trager het beweegt en het langer in de
veld-vrije drift zone blijft voor aleer het de detector bereikt. Uitgangssignaal van de detector is een
heel massaspectrum.
De ionen worden gevormd in de bronzone (S) door een ionisatiemethode (MALDI). Een potentiaal V
zorgt ervoor dat de ionen in de bronzone worden versneld → naar de veld-vrije drift zone gaan.
Aangezien ze aan hetzelfde potentiaalverschil onderhevig waren, zullen ze met dezelfde kinetische
energie de bronzone verlaten. De time-of-flight is dus enkel afhankelijk van de massa/lading
verhouding van het geproduceerde ion.
Bijvraag: geef het verschil in de grafieken van MALDI en EI
MALDI spectra bevatten grote pieken voor verbindingen van het type (NM+H)n+
MALDI is een zachte ionisatietechniek die gebruik maakt van atmosferische druk en die voor minder
fragmentatie van de moedermoleculen zorgt → minder/kleinere pieken van fragmentionen en
grotere moleculaire-ion piek.
EI (= elektron ionisatie) is een harde ionisatiemethode die gebruik maakt van een hoogvacuüm en
waarbij elektronen moleculen in de gasfase bombarderen → radicalen: onstabiel dus vallen uiteen in
fragmenten → EI-massaspectra wordt gekarakteriseerd door intense pieken van fragmentionen en
een kleine moleculaire-ion piek.
3) Hoe bepaalt men via potentiometrie de concentratie?
Potentiometrische bepalingen steunen op de werking van elektrochemische cellen = galvanische cellen
die elektriciteit leveren. Door het meten van de elektromotorische kracht EMK of het
elektrodepotentiaal kan men kwantitatieve metingen uitvoeren → concentratiebepaling.
EMK of Ecel = E°reductie – E°oxidatie → verschil in elektrodepotentiaal halfcellen (rechter – linker halfcel)
Altijd E°-waarde van het reductieproces!
Galvanische cel bestaat uit 2 halfcellen met elk een elektrode in een oplossing. Aan de hand van de
vergelijking ven Nernst kan men de actuele potentiaal van een halfcel in functie van de activiteit
bepalen → enkel wanneer concentratie ≠ 1 mol/dm3
, 𝑅.𝑇 𝑎𝑔𝑒𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒𝑒𝑟𝑑 8,314.𝑇 𝑎𝑔𝑒𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒𝑒𝑟𝑑
Vergelijking van Nernst: E = 𝐸 0 − 𝑛 .𝐹 ln ( 𝑎 ) = 𝐸0 − 𝑛 .96485
2,303 log ( 𝑎 )
𝑔𝑒𝑜𝑥𝑖𝑑𝑒𝑒𝑟𝑑 𝑔𝑒𝑜𝑥𝑖𝑑𝑒𝑒𝑟𝑑
Het potentiaal van de cel zal afhangen van de activiteit van de ionen in beide oplossingen. Voor een
analytische bepaling willen we enkel de activiteit van 1 ion meten. Dit kan door de activiteit van ionen
in 1 halfcel constant te houden → potentiaal zal dan ook constant zijn. De potentiaal van de linker
halfcel (oxidatie) zal telkens de referentie-elektrode bevatten. De rechter halfcel (reductie) bevat het
ion waarvan men de concentratie wilt bepalen.
In voorbeeld Zn/Cu:
Oxidatie: Zn → Zn2+ + 2 e- linker halfcel → referentie-halfcel, deze moet cte zijn
Reductie: Cu2+ + 2 e- → Cu rechter halfcel
EMK of Ecel = E°Zn/zn2+ - E°Cu2+/Cu
=1
ln(1) = 0 dus
term valt weg
De E°-waarden zijn bepaald voor de stoffen a.d.h.v. een SHE, zijn constanten en kunnen samen vervat
worden tot 1 waarde E’. Enkel de activiteit van het te bepalen Cu2+ ion bepaald het potentiaal, dit
potentiaal is af te lezen van meettoestel → formule omvormen en activiteit van ion bepalen.
Activiteit (mol/dm3): a = 𝛾 . C met 𝛾 = activiteitcoëfficiënt en C = concentratie
Wanneer oplossing zich ideaal gedraagt (verdunde oplossing, solvatatie max) a = C en 𝛾= 1.
Algemeen:
Potentiaal van 1 halfcel (= referentie-elektrode) MOET constant gehouden worden, dit is de linker
halfcel waar de oxidatie plaats vindt.
Dan is het gemeten celpotentiaal, af te lezen op meettoestel, evenredig met het natuurlijk log van de
activiteit van de te bepalen ionen WANT alle andere waarden zijn constanten.
4) Geef het verschil tussen AAS en AES
AAS = atomaire absorbtie spectrometrie
➔ Hierbij wordt het verschil in intensiteit gemeten
door de absorptie van fotonen door geëxciteerde
atomen.
➔ Je kan maar 1 element bepalen/meten
➔ Gebruikt lichtbron
AES= atomaire emissie spectrometrie
➔ Hierbij wordt de I gemeten van verschillende
spectraallijnen van het geëmitteerd licht dat
wordt uitgezonden door geëxciteerde atomen
die terugvallen naar de grondtoestand.
➔ Meerdere elementen bepalen
DAD = diode array ditector
Het is een siliciumfotodiode, een diode bestaat uit een pn-junctie
gemaakt van gedopeerd Si. Wanneer er licht invalt op de pn-
halfgeleider zal er extra elektron-gat paren gevormd worden →
ontstaan van een stroom ≈ lichtintensiteit.
Diode Array Detector:
Laat toe om tegelijkertijd een volledig spectrum op te nemen ipv een relatief trage golflengte-scan
over een gans spectrum, golflengte per golflengte zoals bij gewone spectrofotometers.
Simultane metingen bij verschillende golflengten.
p-type Si staafjes worden gevormd op een n-type Si substraat: reeks van pn-junctie diodes. Spanning
wordt aangelegd zodat gaten en e- wegtrekken van junctie en een depletiezone ontstaat met een zeer
lage conc. aan ladingsdragers → ladingen gestockeerd aan ieder zijde van depletiezone = condensator.
Licht valt in op depletiezone → ontlading van condensator ≈ lichtintensiteit = detectorsignaal
Spectrofotometers die DAD gebruiken: WIT licht valt in op
cuvet & dan pas wordt doorgelaten licht via monochromator
gesplitst in de samenstellende golflengten, deze vallen in op de
DAD. Ieder afzonderlijke golflengte valt in op 1 enkele diode.
Resolutie afhankelijk van afstand tussen diodes en de dispersie
van de monochromator.
2) Bespreek MALDI – TOF
Combinatie van de MALDI ionisatie met TOF massascheiding vormt de MALDI-TOF techniek.
• MALDI = matrix assisted laser desorption ionisation ionisatietechniek
• TOF = time of flight analysator – massascheiding
MALDI:
• Vorming van een ‘vaste oplossing’:
de te analyseren moleculen worden verdeeld over een matrix zodat ze volledig geïsoleerd zijn van
elkaar
• Matrixexcitatie:
matrix + staal wordt bestraald door een laser → Energie van de laser wordt door matrix
geabsorbeerd waardoor matrix + staal geëxciteerd worden → lokale desintegratie van vaste
oplossing → vorming van clusters = 1 enkele geëxciteerde molecule omgeven door neutrale en
geëxciteerde matrixmoleculen. Matrixmoleculen verdampen waardoor enkel geëxciteerde
moleculen over blijven
• Ionisatie:
Analysemoleculen worden geïoniseerd door protonering - pos ionen (M+H)+ of door deprotonering
– neg ionen (M-H)- door de geëxciteerde matrix. Neg ionen kunnen interacties aangaan met
electronen en zo (M)°- radicalen moleculaire ionen vormen.
Soms worden er ook dimeren of trimeren gevormd.
,TOF: tijd evenredig met massa/lading verhouding
Om de snelheid van de ionen te kunnen te detecteren meet men de tijd die de ionen doen over het
afleggen van een bepaalde afstand. Ionen die op hetzelfde moment vertrekken komen op een
verschillend moment aan bij de detector → hoe groter ion, hoe trager het beweegt en het langer in de
veld-vrije drift zone blijft voor aleer het de detector bereikt. Uitgangssignaal van de detector is een
heel massaspectrum.
De ionen worden gevormd in de bronzone (S) door een ionisatiemethode (MALDI). Een potentiaal V
zorgt ervoor dat de ionen in de bronzone worden versneld → naar de veld-vrije drift zone gaan.
Aangezien ze aan hetzelfde potentiaalverschil onderhevig waren, zullen ze met dezelfde kinetische
energie de bronzone verlaten. De time-of-flight is dus enkel afhankelijk van de massa/lading
verhouding van het geproduceerde ion.
Bijvraag: geef het verschil in de grafieken van MALDI en EI
MALDI spectra bevatten grote pieken voor verbindingen van het type (NM+H)n+
MALDI is een zachte ionisatietechniek die gebruik maakt van atmosferische druk en die voor minder
fragmentatie van de moedermoleculen zorgt → minder/kleinere pieken van fragmentionen en
grotere moleculaire-ion piek.
EI (= elektron ionisatie) is een harde ionisatiemethode die gebruik maakt van een hoogvacuüm en
waarbij elektronen moleculen in de gasfase bombarderen → radicalen: onstabiel dus vallen uiteen in
fragmenten → EI-massaspectra wordt gekarakteriseerd door intense pieken van fragmentionen en
een kleine moleculaire-ion piek.
3) Hoe bepaalt men via potentiometrie de concentratie?
Potentiometrische bepalingen steunen op de werking van elektrochemische cellen = galvanische cellen
die elektriciteit leveren. Door het meten van de elektromotorische kracht EMK of het
elektrodepotentiaal kan men kwantitatieve metingen uitvoeren → concentratiebepaling.
EMK of Ecel = E°reductie – E°oxidatie → verschil in elektrodepotentiaal halfcellen (rechter – linker halfcel)
Altijd E°-waarde van het reductieproces!
Galvanische cel bestaat uit 2 halfcellen met elk een elektrode in een oplossing. Aan de hand van de
vergelijking ven Nernst kan men de actuele potentiaal van een halfcel in functie van de activiteit
bepalen → enkel wanneer concentratie ≠ 1 mol/dm3
, 𝑅.𝑇 𝑎𝑔𝑒𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒𝑒𝑟𝑑 8,314.𝑇 𝑎𝑔𝑒𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒𝑒𝑟𝑑
Vergelijking van Nernst: E = 𝐸 0 − 𝑛 .𝐹 ln ( 𝑎 ) = 𝐸0 − 𝑛 .96485
2,303 log ( 𝑎 )
𝑔𝑒𝑜𝑥𝑖𝑑𝑒𝑒𝑟𝑑 𝑔𝑒𝑜𝑥𝑖𝑑𝑒𝑒𝑟𝑑
Het potentiaal van de cel zal afhangen van de activiteit van de ionen in beide oplossingen. Voor een
analytische bepaling willen we enkel de activiteit van 1 ion meten. Dit kan door de activiteit van ionen
in 1 halfcel constant te houden → potentiaal zal dan ook constant zijn. De potentiaal van de linker
halfcel (oxidatie) zal telkens de referentie-elektrode bevatten. De rechter halfcel (reductie) bevat het
ion waarvan men de concentratie wilt bepalen.
In voorbeeld Zn/Cu:
Oxidatie: Zn → Zn2+ + 2 e- linker halfcel → referentie-halfcel, deze moet cte zijn
Reductie: Cu2+ + 2 e- → Cu rechter halfcel
EMK of Ecel = E°Zn/zn2+ - E°Cu2+/Cu
=1
ln(1) = 0 dus
term valt weg
De E°-waarden zijn bepaald voor de stoffen a.d.h.v. een SHE, zijn constanten en kunnen samen vervat
worden tot 1 waarde E’. Enkel de activiteit van het te bepalen Cu2+ ion bepaald het potentiaal, dit
potentiaal is af te lezen van meettoestel → formule omvormen en activiteit van ion bepalen.
Activiteit (mol/dm3): a = 𝛾 . C met 𝛾 = activiteitcoëfficiënt en C = concentratie
Wanneer oplossing zich ideaal gedraagt (verdunde oplossing, solvatatie max) a = C en 𝛾= 1.
Algemeen:
Potentiaal van 1 halfcel (= referentie-elektrode) MOET constant gehouden worden, dit is de linker
halfcel waar de oxidatie plaats vindt.
Dan is het gemeten celpotentiaal, af te lezen op meettoestel, evenredig met het natuurlijk log van de
activiteit van de te bepalen ionen WANT alle andere waarden zijn constanten.
4) Geef het verschil tussen AAS en AES
AAS = atomaire absorbtie spectrometrie
➔ Hierbij wordt het verschil in intensiteit gemeten
door de absorptie van fotonen door geëxciteerde
atomen.
➔ Je kan maar 1 element bepalen/meten
➔ Gebruikt lichtbron
AES= atomaire emissie spectrometrie
➔ Hierbij wordt de I gemeten van verschillende
spectraallijnen van het geëmitteerd licht dat
wordt uitgezonden door geëxciteerde atomen
die terugvallen naar de grondtoestand.
➔ Meerdere elementen bepalen
