Analyse van het geneesmiddel
-2
Deel 1: Instrumentele technieken
1.1Elektroanalytische technieken
Nernstvergelijking! Beschrijft standaardpotentiaal afhankelijk van de omstandigheden vh ion
(halfreacties), dus verandert adv de activiteiten (~ concentratie).
N = aantal uitgewisselde elektronen
1.1.1 Referentie-elektroden
Referentie-elektrode wordt meestal gebruikt om ergens een nulpunt te hebben met een
constante potentiaal. Blijft op een constante spanning.
Hoeveelheid uitgewisselde elektronen is meestal evenredig met concentratie vh analist bij
een indicatorelektrode.
Bij potentiometrie wordt een spanning gemeten met een zodanig kleine stroom die
verwaarloosbaar moet zijn.
Verzadigd = stof lost niet verder op dan dit punt.
Zilveren plaat is verbonden aan negatieve plaat. Dit zorgt voor een systeem waar elektronen
voortvloeien, maar hiervoor is een gesloten circuit nodig, waarvoor dus de zoutbrug duurt.
De spanning moet gemeten worden met een beperkte stroom.
Er is een verzadigde oplossing aan KCl, dus de concentratie van chloride is stabiel, dus kan
beschouwd worden als een constante.
SWE = standaard waterstofelektrode met E = 0,00V.
Calomel elektrode = elektrode gebaseerd op kwik en kwikzouten, maar werd vroeger
gebruikt. Het is een referentie-elektrode met een E > 0,00V.
Een mengsel meten tov de referentie-elektrode, wordt gedaan door het verschil tussen de E
van de referentie-elektrode en de stof.
1
,1.1.2 Indicatorelektroden
= elektroden om metingen mee uit te voeren.
1.1.2.1 Metaalelektroden
Bij metaalektroden vindt er een redoxreactie plaats, waardoor een elektrische potentiaal
ontstaat.
Meestal een platinadraad, omdat die inert is (voorwaarde, dus goud zou ook kunnen),
waarvan de enige functie hiervan is overdracht van elektroden. Overdracht moet heel zuiver
zijn, dus men kan die reinigen met salpeterzuur en dan spoelen zodat het gezuiverd wordt
vooraleer men naar de volgende beker gaat.
Koolstof kan ook gebruikt worden voor het genereren van een snelle respons.
Om neerslag te voorkomen maakt men gebruik van een dubbele junctie, dus waarbij er nog
een tweede compartiment gevuld is met verzadigde KNO3.
Halide-elektrode maakt gebruik van het oplosbaarheidsproduct.
Junctiepotentiaal = verbinding, waarvan de potentiaal ontstaat op de overgang van 2
elektrolytoplossingen.
Heeft te maken met 2 elektrolytoplossingen die met elkaar in contact komen, zoals een
zoutbrug die 2 halfcellen verbindt.
Is heel klein en moeilijk om te berekenen.
Ontstaan ten gevolge van verschil in mobiliteit tussen ionen (snelheidsverschil), waardoor er
lagen ontstaan met verschillende ladingen, waardoor een onevenwicht ontstaat, wat leidt tot
een potentiaalverschil (= junctiepotentiaal) die gaat verhinderen dat bepaalde ionen naar de
waterfase gaan door een muur van ladingen, maar is beperkt (wel rekening mee te houden
bij fase-overgangen van elektronen).
Er zijn stoffen met gelijkaardige mobiliteiten, waarbij vaak zoutbruggen gebruikt worden.
Aangezien mobiliteit klein is, is de junctiepotentiaal ook klein.
Door junctiepotentiaal wordt een fout gemaakt bij de pH, omdat de ijkbuffer en te meten
oplossing verschillen.
2
,1.1.2.2 Ionselectieve elektroden
Bij ionselectieve elektroden treedt er geen redoxreactie op, maar is er wel een selectieve
binding van een specifiek type ion. Maken meestal gebruik van een membraan en een
verandering in het ion zorgt voor het genereren van een elektrische potentiaal.
Glasmembraan elektroden worden gebruikt om pH te meten. Bestaat uit verschillende
elektroden. Glasmembraan zit onderaan en de elektrode bevat 2 referentie-elektroden, de
buitenste en binnenste die elke bestaan uit een zilveren draad en AgCl en met elkaar in
contact zitten.
Ag-draad is gecoat met AgCl (fasescheiding tussen die 2) wat in een oplossing zit verzadigd
met chloriden. Dan is er een fasescheiding ovv een zoutbrug (poreus) dat zorgt voor een
stroom bij potentiaalmetingen, welke aan de andere kant in contact staat met de oplossing
waarvan men de pH wil kennen (enige variabele).
Protonen in oplossing en in de elektrode zijn gescheiden door een glasmembraan (=
selectieve membraan die ervoor zorgt dat die selectief reageert met protonen).
Glas bestaat uit silicaatglas, bestaande uit silicium en zuurstof.
Glasmembraan is in het midden droog, maar de 2 buitenzijden staan in contact met de
oplossing en vormen een soort gel, wat ervoor zorgt dat de metaalionen (die erin zitten)
eruit diffunderen en vervangen worden door protonen. Uiteindelijk verkrijgt men een
membraan bestaande uit zuurstoffen die oorspronkelijk NaK als tegenionen hadden maar die
dan geprotoneerd worden, waarna ze op het einde watermoleculen vormen. Kans is groot
dat de protonenconcentratie aan de binnen-en buitenkant anders is, wat zorgt voor een
potentiaalverschil. Daarvoor moet een gesloten circuit zijn waarbij Na-ionen traag
diffunderen. De snelheid van de diffundering leidt tot grotere weerstand, waardoor er slechts
een beetje stroom toegelaten wordt (verwaarloosbaar) zodanig het potentiaalverschil
gemeten kan worden.
Elektromotorische efficiëntie = constante in bepaalde omstandigheden dat meestal vrij dicht
bij 1 ligt, dus deze moet experimenteel bepaald worden bij het meten van de pH, wat ervoor
zorgt dat men telkens onze pH-meter moet ijken voor het meten (temperatuursafhankelijk!).
Hiervoor gebruikt men ijkbuffers, waarvan men de pH kent.
Moet altijd vochtig bewaard worden.
Temperatuur heeft een belang bij het meten van een pH, dus de ijking en de meting van de
pH moet gedaan worden bij dezelfde temperatuur.
Zure buffers zijn vrij stabiel, dus kunnen ongeveer een maand lang bewaard worden.
Alkalische buffers reageren met CO2 uit de lucht, waardoor ze H2CO3 vormen, waardoor de
pH daalt door een zuurbasereactie, dus alkalische buffers kunnen niet te lang bewaard
worden (ongeveer een week).
3
, 1.1.2.3 Vaste-stof elektroden
Gebaseerd op ionselectieve anorganische kristallen.
Hier kan een beweging van ionen ontstaan, wat leidt tot een onevenwicht en dat kan men
meten door het meten van een potentiaalverschil.
1.1.2.4 Vloeistof-gebaseerde elektroden
Hebben een hydrofobe polymeermembraan = membraan dat water afstoot, bv pvc, met
daarin ionselectieve ionoforen.
Ionofoor = ligand dat bindt aan een specifiek ion, welke daarmee zal bewegen doorheen het
hydrofoob membraan, waardoor een concentratiegradient ontstaat. Dat leidt tot een
verplaatsing van ladingen, waardoor er een onevenwicht ontstaat, welke gemeten kan
worden door een potentiaalverschil,
1.1.2.5 Samengestelde elektroden
Centraal, conventioneel elektrode met daar rond een membraan die selectief stoffen
doorlaat.
Die stof gaat dan door het membraan en komt dan in de oplossing terecht, waardoor de pH
verandert, welke gemeten wordt door een pH-elektrode.
Zo kunnen bepaalde stoffen selectief gemeten worden.
1.1.3 Overzicht elektroanalytische
meettechnieken
Potentiometrie gaat over de meting van een spanning met een minimale stroom, dus met
een gesloten circuit.
4
-2
Deel 1: Instrumentele technieken
1.1Elektroanalytische technieken
Nernstvergelijking! Beschrijft standaardpotentiaal afhankelijk van de omstandigheden vh ion
(halfreacties), dus verandert adv de activiteiten (~ concentratie).
N = aantal uitgewisselde elektronen
1.1.1 Referentie-elektroden
Referentie-elektrode wordt meestal gebruikt om ergens een nulpunt te hebben met een
constante potentiaal. Blijft op een constante spanning.
Hoeveelheid uitgewisselde elektronen is meestal evenredig met concentratie vh analist bij
een indicatorelektrode.
Bij potentiometrie wordt een spanning gemeten met een zodanig kleine stroom die
verwaarloosbaar moet zijn.
Verzadigd = stof lost niet verder op dan dit punt.
Zilveren plaat is verbonden aan negatieve plaat. Dit zorgt voor een systeem waar elektronen
voortvloeien, maar hiervoor is een gesloten circuit nodig, waarvoor dus de zoutbrug duurt.
De spanning moet gemeten worden met een beperkte stroom.
Er is een verzadigde oplossing aan KCl, dus de concentratie van chloride is stabiel, dus kan
beschouwd worden als een constante.
SWE = standaard waterstofelektrode met E = 0,00V.
Calomel elektrode = elektrode gebaseerd op kwik en kwikzouten, maar werd vroeger
gebruikt. Het is een referentie-elektrode met een E > 0,00V.
Een mengsel meten tov de referentie-elektrode, wordt gedaan door het verschil tussen de E
van de referentie-elektrode en de stof.
1
,1.1.2 Indicatorelektroden
= elektroden om metingen mee uit te voeren.
1.1.2.1 Metaalelektroden
Bij metaalektroden vindt er een redoxreactie plaats, waardoor een elektrische potentiaal
ontstaat.
Meestal een platinadraad, omdat die inert is (voorwaarde, dus goud zou ook kunnen),
waarvan de enige functie hiervan is overdracht van elektroden. Overdracht moet heel zuiver
zijn, dus men kan die reinigen met salpeterzuur en dan spoelen zodat het gezuiverd wordt
vooraleer men naar de volgende beker gaat.
Koolstof kan ook gebruikt worden voor het genereren van een snelle respons.
Om neerslag te voorkomen maakt men gebruik van een dubbele junctie, dus waarbij er nog
een tweede compartiment gevuld is met verzadigde KNO3.
Halide-elektrode maakt gebruik van het oplosbaarheidsproduct.
Junctiepotentiaal = verbinding, waarvan de potentiaal ontstaat op de overgang van 2
elektrolytoplossingen.
Heeft te maken met 2 elektrolytoplossingen die met elkaar in contact komen, zoals een
zoutbrug die 2 halfcellen verbindt.
Is heel klein en moeilijk om te berekenen.
Ontstaan ten gevolge van verschil in mobiliteit tussen ionen (snelheidsverschil), waardoor er
lagen ontstaan met verschillende ladingen, waardoor een onevenwicht ontstaat, wat leidt tot
een potentiaalverschil (= junctiepotentiaal) die gaat verhinderen dat bepaalde ionen naar de
waterfase gaan door een muur van ladingen, maar is beperkt (wel rekening mee te houden
bij fase-overgangen van elektronen).
Er zijn stoffen met gelijkaardige mobiliteiten, waarbij vaak zoutbruggen gebruikt worden.
Aangezien mobiliteit klein is, is de junctiepotentiaal ook klein.
Door junctiepotentiaal wordt een fout gemaakt bij de pH, omdat de ijkbuffer en te meten
oplossing verschillen.
2
,1.1.2.2 Ionselectieve elektroden
Bij ionselectieve elektroden treedt er geen redoxreactie op, maar is er wel een selectieve
binding van een specifiek type ion. Maken meestal gebruik van een membraan en een
verandering in het ion zorgt voor het genereren van een elektrische potentiaal.
Glasmembraan elektroden worden gebruikt om pH te meten. Bestaat uit verschillende
elektroden. Glasmembraan zit onderaan en de elektrode bevat 2 referentie-elektroden, de
buitenste en binnenste die elke bestaan uit een zilveren draad en AgCl en met elkaar in
contact zitten.
Ag-draad is gecoat met AgCl (fasescheiding tussen die 2) wat in een oplossing zit verzadigd
met chloriden. Dan is er een fasescheiding ovv een zoutbrug (poreus) dat zorgt voor een
stroom bij potentiaalmetingen, welke aan de andere kant in contact staat met de oplossing
waarvan men de pH wil kennen (enige variabele).
Protonen in oplossing en in de elektrode zijn gescheiden door een glasmembraan (=
selectieve membraan die ervoor zorgt dat die selectief reageert met protonen).
Glas bestaat uit silicaatglas, bestaande uit silicium en zuurstof.
Glasmembraan is in het midden droog, maar de 2 buitenzijden staan in contact met de
oplossing en vormen een soort gel, wat ervoor zorgt dat de metaalionen (die erin zitten)
eruit diffunderen en vervangen worden door protonen. Uiteindelijk verkrijgt men een
membraan bestaande uit zuurstoffen die oorspronkelijk NaK als tegenionen hadden maar die
dan geprotoneerd worden, waarna ze op het einde watermoleculen vormen. Kans is groot
dat de protonenconcentratie aan de binnen-en buitenkant anders is, wat zorgt voor een
potentiaalverschil. Daarvoor moet een gesloten circuit zijn waarbij Na-ionen traag
diffunderen. De snelheid van de diffundering leidt tot grotere weerstand, waardoor er slechts
een beetje stroom toegelaten wordt (verwaarloosbaar) zodanig het potentiaalverschil
gemeten kan worden.
Elektromotorische efficiëntie = constante in bepaalde omstandigheden dat meestal vrij dicht
bij 1 ligt, dus deze moet experimenteel bepaald worden bij het meten van de pH, wat ervoor
zorgt dat men telkens onze pH-meter moet ijken voor het meten (temperatuursafhankelijk!).
Hiervoor gebruikt men ijkbuffers, waarvan men de pH kent.
Moet altijd vochtig bewaard worden.
Temperatuur heeft een belang bij het meten van een pH, dus de ijking en de meting van de
pH moet gedaan worden bij dezelfde temperatuur.
Zure buffers zijn vrij stabiel, dus kunnen ongeveer een maand lang bewaard worden.
Alkalische buffers reageren met CO2 uit de lucht, waardoor ze H2CO3 vormen, waardoor de
pH daalt door een zuurbasereactie, dus alkalische buffers kunnen niet te lang bewaard
worden (ongeveer een week).
3
, 1.1.2.3 Vaste-stof elektroden
Gebaseerd op ionselectieve anorganische kristallen.
Hier kan een beweging van ionen ontstaan, wat leidt tot een onevenwicht en dat kan men
meten door het meten van een potentiaalverschil.
1.1.2.4 Vloeistof-gebaseerde elektroden
Hebben een hydrofobe polymeermembraan = membraan dat water afstoot, bv pvc, met
daarin ionselectieve ionoforen.
Ionofoor = ligand dat bindt aan een specifiek ion, welke daarmee zal bewegen doorheen het
hydrofoob membraan, waardoor een concentratiegradient ontstaat. Dat leidt tot een
verplaatsing van ladingen, waardoor er een onevenwicht ontstaat, welke gemeten kan
worden door een potentiaalverschil,
1.1.2.5 Samengestelde elektroden
Centraal, conventioneel elektrode met daar rond een membraan die selectief stoffen
doorlaat.
Die stof gaat dan door het membraan en komt dan in de oplossing terecht, waardoor de pH
verandert, welke gemeten wordt door een pH-elektrode.
Zo kunnen bepaalde stoffen selectief gemeten worden.
1.1.3 Overzicht elektroanalytische
meettechnieken
Potentiometrie gaat over de meting van een spanning met een minimale stroom, dus met
een gesloten circuit.
4
