Curs 6 Color

1ELEMENTE DE ANALIZ INSTRUMENTAL

CURSUL 6

PROF. DR. SILVIA IMRE

UNIVERSITATEA DE MEDICIN I FARMACIE DIN TRGU-MURESPECIALIZAREA NUTRIIE I

DIETETIC

1

III.2. Refractometria

III.3. Polarimetria

III.4. Spectrometria UV-VIS

III.5. Turbidimetria i nefelometria

III.6. Spectrofluorimetria

III.7. Chemiluminiscena

III.8. Spectrometria de absorbie i emisie atomic

2

III.2. Refractometria

Cele mai importante moduri de

interaciune radiaii - materie

Bibl.: http://biosci.southmountaincc.edu/NR/rdonlyres/41601595-0D76-459C-99F5-

6FF5BE3198EE/883/Refractometer.pdf

Refracia luminii schimbarea direciei de propagare a luminii la trecerea ntr-un mediu transparent cu densitate diferit de cea a mediului transparent din care provine

3Refracia luminii

4Refracia luminii modificarea vitezei de propagare a luminii observat n timpul traversrii unor medii cu densiti optice diferite. n cazul considerat viteza este ncetinit n prob.

5Refracia i reflexia luminii la

suprafaa de separare

dintre dou medii cu densiti

optice diferite

rsin

isin

v

vn aeraert ==

rsin

isin

v

vn aeraer20 ==D

unde:t temperatura, CD = 589 nm, lungimea de und corespunztoare radiaiei galbene emis de lampa cu sodiuv viteza radiaieii unghi de incidenr unghi de refracie

Indicele de refracie(mrime adimensional):

Factorii de care depinde indicele de refracie: Natura probei (inclusiv natura solventului)

Concentraia probei (la soluii)

Lungimea de und a radiaiei la care se determin indicele de refracie

Temperatura

Presiune (la gaze)

n =1,3 - 1,7 pentru lichidele organice6

INDICELE DE REFRACIE AL UNEI SUBSTANE este o caracteristic intrinsec: Identificare Determinarea gradului de puritate

7n

Dependena n = f()

n

cDependena n = f(c)

nsoluie = nsolvent + k c

Dac c = 0, atunci nsoluie = nsolvent

nsolvent

0

Utilitatea practic:

determinarea identitii i puritii unei substane; se determin indicele de refracie pentru prob n condiii standard de temperatur (20 sau 25 C) i lungime de und (D = 589 nm)i se compar cu valorile de referin (din tabele de specialitate); dou valori pot fi considerate identice, dac ele nu difer cu mai mult de 0,0004.

8

nD20 prob! Posibil etanol

nD20 tabele Diferena

1,3612 1,3609 -0,0003 IDENTITATEProba este etanol

9 Utilitatea practic:

determinare cantitativ metoda standardului extern

s

spx A

cAc =

Prob, cP

Soluiestandard, cs

Indicele de refracie nP la lungimea de

und i temperatura t

Indicele de refracie ns la

lungimea de und i temperatura t

s

spx n

cnc =

Soluie standard: soluie cu concentraie bine determinat din analitul care urmeaz s fie determinat n prob; solventul (mediul) soluiei standard trebuie s fie identic cu cel al probei s reproduc matricea probei.

Avantajele metodei standardului extern:

Este nevoie doar de o soluie standard

Dezavantaje:

Trebuie s se cunoasc cu aproximaie nivelul de concentraie ateptat n prob

Exemplu de utilizare:

Controlul concentraiei de glucoz din siropuri cu glucoz; concentraia este inscripionat pe ambalaj de productor i, deci, se poate utiliza ca referin o soluie standard de glucoz cu concentraia egal cu concentraia ateptat n sirop.

10

11

Utilitatea practic:

determinare cantitativ metoda dreptei (curbei) de calibrare (metoda standardelor externe)

s

spx A

cAc =

Prob

Serie de soluii standard

nici

Bn1c1

n2c2

n3c3

nxcx

Intervalul de concentraii al dreptei de calibrare: trebuie ales astfel nct s includ concentraiile ateptate n probeNumrul minim de soluii standard necesare pentru obinerea dreptei de calibrare: 5

Avantajele metodei dreptei de calibrare:

Se pot determina cantitativ probe cu concentraii diferite folosind o singur referin dreapta de calibrare

Dezavantaje:

Trebuie s se foloseasc mai multe soluii standard pentru obinerea referinei - dreapta de calibrare

12

13Refractometre portabile

Refractometre

digitale cu mai

multe lungimi de

und

Aparatur

14Refractometrul Abb

Principiul determinrii indicelui de refracie cu refractometrul Abb: determinarea poziiei razei critice

15

i = c

r = 90

n1 > n2

n1

n2

Raza critic i

unghiul critic

Mediul 1

Mediul 2

http://www.space.gc.ca/asc/img/neemo_trans_critical_angle1.gif

a. Dac < c, vizibilitate n aerb. Dac > c, fr vizibilitate n aer

aer

ap

Obs.: 1 este raza critic, creia i corespunde unghiul de inciden critic c

16

http://images.google.ro/imgres?imgurl=http://www.exploratorium.edu/sn

acks/critical_angle/critical_angle_1_269x223.gif&imgrefurl=http://www.e

xploratorium.edu/snacks/critical_angle/index.html&h=223&w=269&sz=4

8&hl=ro&start=7&um=1&usg=__LIPXMjJ-

m_fuwEn3leR8xh3YBdM=&tbnid=K_u0L142x3EHkM:&tbnh=94&tbnw=

113&prev=/images%3Fq%3Dcritical%2Bangle%26um%3D1%26hl%3D

ro

17

c

Prism de iluminare

1

Prism de msur

Prob, n

Ocular

Principiul de

funcionare a

refractometrului Abb

18

Principiul de funcionare a

refractometrului Abb

Ref.: http://www2.ups.edu/faculty/hanson/labtechniques/refractometry/theory.htm

19

Etape ale msurrii indicelui de refracie cu refractometrul clasic

1

2

3

4

5

III.3. Polarimetria

III.4. Spectrometria UV-VIS

III.5. Turbidimetria i nefelometria

III.6. Spectrofluorimetria

III.7. Chemiluminiscena

III.8. Spectrometria de absorbie i emisie atomic

20

III.3. Polarimetria

Molecule asimetrice

http://porpax.bio.miami.edu/~cmallery/150/protein/aaisomers.jpg

Molecula asimetric conine un atom de carbon cu patru valene

satisfcute de patru grupe de atomi diferite; ex. aminoacizii Moleculele asimetrice sunt

nesuperpozabile cu imaginea lor n oglind

http://images.google.ro/imgres?imgurl=http://www.creation-science-prophecy.com/amino/polarimeter.gif&imgrefurl=http://www.creation-science-prophecy.com/amino/&h=350&w=422&sz=30&hl=ro&start=1&um=1&usg=__x6aiTYF91-A9DVb5SbB5EWgdN1c=&tbnid=dLfshUEfhpdeuM:&tbnh=105&tbnw=126&prev=/images%3Fq%3Dpolarimeter%26um%3D1%26hl%3Dro

Chiralitate

Oglind

22

Centrul de chiralitate:configuraie D sau L - dup configuraia glicerinaldehidei -chimistul german Emil Fischerconfiguraie R (rectus) sau S (sinister) - conform regulii Cahn-Ingold-Prelog prioritatea substituenilorefect dextrogir, notat + sau d, sau efect levogir, notat sau l

* *

Chiralitate

* centru de chiralitate sau de asimetrie

FOARTE IMPORTANT: configuraiile D sau R nu nseamn n mod obligatoriu c centrul de chiralitate este dextrogir +; analog, configuraiile L sau S nu nseamn n mod obligatoriu c centrul de chiralitate este levogir -.

http://images.google.ro/imgres?imgurl=http://images.encarta.msn.com/xrefmedia/aencmed/targets/illus/ilt/T046344A.gif&imgrefurl=http://encarta.msn.com/media_461563419_761579230_-1_1/polarized_light.html&h=328&w=556&sz=30&hl=ro&start=4&um=1&usg=__z7376J3qC0ELXNrU0y_-0RAOf8E=&tbnid=A-ulAXpUQumfVM:&tbnh=78&tbnw=133&prev=/images%3Fq%3Dpolarized%2Blight%26um%3D1%26hl%3Dro%26sa%3DN

Radiaie (lumin) plan polarizat

24

Rotirea luminii plan polarizate dup trecerea printr-o prob optic activ

nainte Dup

Unghi de rotaie

Ref.: http://www.enzim.hu/~szia/cddemo/edemo15.htm

http://www.chemistry.adelaide.edu.au/external/soc-rel/content/polarim.htm

Schema unui polarimetru clasic

Rotaia planului luminii

plan - polarizate

de ctre o substan optic activ [[[[ ]]]]100

lt

c====

[[[[ ]]]]t

t

l ====

Puterea rotatorie (unghiul de rotaie) pentru lichide:

Puterea rotatorie (unghiul de rotaie) pentru substane n soluie:

Unde - puterea rotatorie sau unghiul de rotaie a luminii plan polarizate dup trecerea prin prob; l lungimea stratului de prob strbtut de radiaie; c concentraia procentual % m/V; - densitatea lichidului, g/cm3; [] puterea rotatorie specific, este o constant caracteristic fiecrei substane, la o anumit lungime de und i o anumit temperatur t

Substane dextrogire rotesc planul luminii plan polarizate n sensul acelor de ceasornic, unghiul de rotaie are semnul+

Substane levogire rotesc planul luminii plan polarizate n sens invers acelor de ceasornic, unghiul de rotaie are semnul-

Factorii de care depinde puterea rotatorie a unei substane: Natura probei (inclusiv solventul)

Temperatura t

Lungimea de und a radiaiei (tipul de radiaie)

Concentraia substanei c, dac este n soluie

Densitatea substanei , dac este un lichid pur

Lungimea stratului de prob strbtut de radiaie (lungimea tubului polarimetric)

Importana puterii rotatorii:-un criteriu de identitate i puritate al unei substane- o cale simpl i relativ ieftin de efectuare a unor determinri cantitative

Polarimetria cantitativ

20

D

p][l

100c

====

a. Determinarea concentraiei unei probe cunoscndu-se puterea rotatorie specific a substanei de determinat

b. Determinarea concentraiei prin metoda standardului extern

s

sp

p

cc

====

Unde P unghiul de rotaie msurat pentru prob; S unghiul de rotaie msurat pentru soluia standard; cS concentraia soluiei standard

Polarimetria cantitativ

c. Determinarea concentraiei prin metoda curbei de calibrare (standardelor externe)

Prob

Serie de soluii standard

ici

B1c1

2c2

3c3

xcx

Polarimetru digital, cu mai

multe lungimi de und

Polarimetru clasic cu disc

cu o singur lungime de und

Aparatur

Ref.: http://www.creation-science-prophecy.com/amino/polarimeter.gif

32

Importana studierii activitii optice

Compuii optic activi pot fi determinai n prezena unor compui inactivi optic, fr izolarea individual a compuilor din prob

33


- Enantiomerii pot avea activitate biologic (benefic sau toxic) diferit ca intensitate sau ca tip de efect

S - talidomida R - talidomida

- efect hipnotic sedativ- tratamentul mielomului multplu

- efect teratogen- defecte la natere (ex. focomelie)

* *

Levogir - Dextrogir +

R(+)S(-)

34


- Enantiomerii pot avea activitate biologic (benefic sau toxic) diferit ca intensitate sau ca tip de efect

Antiinflamator activInactiv biologic, fr toxicitate

Dextrogir +Levogir -

S(+)R(-)

Pe pia se gsesc att amestecul racemic, ct i izomerul dextrogir (mai scump!!)

35


- Exemple de aminoacizi constitueni ai proteinelor umane

Configuraii L(S) la carbonul din poziia

Documents

Curs 6 Color