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CHIMICA ANALITICA - Coggle Diagram

- - - - SPETTROFOTOMETRO (Singolo / Doppio r) = Sorgente radiazione (radiazione policromatica tutte onde in un intervallo spettrale, Deuterio = 160-320 nm UV / Tugsteno 320-2500 nm VIS) -> Monocromatore (selettore λ, scansionando lo spettro seleziona banda +/- ampia, Δ per scansione spettro) -> Portacampione (cuvetta, diluito in soluzione, solvente non deve assorbire radiazione nello spettro dell'A o interferire, Δ materiale) -> Rivelatori fotoelettrici (convertono radiazione in segnale elettrico (Radiazione : segnale): Fototubo rivestito di materiale che quando colpito rilascia e-, Δ potenziale genera corrente catodo->anodo / Tubo fotomoltiplocatore con dinodi che accelerano e- da catodo, amplificazione 10^7 x n° / Fotodiodo diodo in Si Δ conducibilità da rad. L, ideali in serie x fotocomatografia liquida)
  - - - Lambert-Beer -> Aλ = ελ x c x d dove ε (assorbività specifica mol); c ( [conc]); d ( cammino ottico). Variazioni A e linearità: vale solo per rad. monocromatiche, deviazioni policromatiche con notevole Δ ε al Δ λ. Applicabile a campioni diluiti <0.01M + NO relazioni con solvente. Bande per ciascun liv. E
    - - Assorbimento UV-visibile composti: NO (Saturi, >200nm) / SI (Saturi < 200 nm, insaturi / orbitali n, G. cromoforo sempre, G. Auxocromo solo se legato a cromoforo aumentandone λ per spostamento batocromo e I per effetto ipercromico)
        
        Effetto coniugazione: = C=C coniugati > λmax. per < ΔE tra orbitali (>= 5 coniug -> A UV-vis.). Effetti: Batocromico (>λmax Assorbibile) / Ipsocromico (<λmax di A) + Ipercromico (>ε intensità banda di assorbimento) / Ipocromico (<ε). Scelta solvente x UV-vis = solubilizzare analita, NO reattivo (NO Δ A di A), NO interferenze (NO A in spettro). Effetto pH: pH soluzione -> Δ pH possono mod. struttura G. cromoforo (Δ caratteristiche spettrali), vedi effetti -> Vantaggio (potenziare selettività e sensibilità determinazione quantitativa) = A pH > pKa (shift batocromico ed ipercromico, forma ionizzata stabilizzata per risonanza) / B pH < pKa (shift ipsocromico e ipocromico, forma protonata non stabilizzata)
      - ANALISI QUALITATIVA = Posizione e I bande determinano info identificative A. ANALISI QUANTITATIVA = Δ A f(x) [standard di riferimento] con λmax per max sensibilità
- - - - RIVELATORE = misura proprietà A exit colonna, segnale proporzionale (Cromatogramma = I x t segnale). Ionizzazione di fiamma: FID, eluenti bruciati, componenti org. combusti generano COH+ ed e-, ddp tra anodo-catodo genera corrente, NO gas incombustibili / ioni poco polari (quasi universale, bassa lim rivelazione, ottima linearità, distruttivo). Cattura e-: ECD, catodo met. β-emittente assorbe e- da ionizzazione gas, < corrente con specie organiche e-attrattrici che formano grossi anioni poco mobili (selettivo per compostie-attrattori, bassi lim rivelazione, ristretto intervallo linearità, No distruttivo). N-P: NPD, simile FID, sopra a fiamma c'è Silicato di rubidio che > segnale con composti contenenti N e P. Spettrofotometria di m: MS, composti ionizzati e separati m/z (grafico spettro in base m ioni)
  - - - Cromatogramma = segnale rivelazione f(x) t Picchi = (eluizione A, ideale forma Gaussiana, scostamenti frontig -> sovraccarico colonna / tailing -> interazioni troppo forti A- f. staz.). Parametri = tR (t ritenzione, t per eluire picco, analisi qualitativa; dipende natura A e fasi, T°, flusso e l colonna) + A picco (area sottesa, analisi quantitativa. Dipende natura e [A], rivelatore, W x h colonna) + W picco (larghezza base picco)
        
        Risoluzione =grado separazione picchi adiacenti, R = 2ΔtR / (W1+W2) ideale >1.5. Coeluizione (2 o più picchi contemporanei <1 oppure coeluizione parziale 1<x<1.5, sovrastima, cambiare metodo o rivelatore)
      - Efficienza = Ottenere picchi > stretti per t ritenzione precisi, > risoluzione, < lim ritenzione e integrare facilmente i picchi (W e A) -> (GC > HPLC). N° piatti teorici: momento in cui eluente è in Eq tra le 2 fasi (tR e W min) N = 16 (tR/W)^2 . H equivalente piatto teorico H = L/N. Intervento x > Efficienza: l e d colonna, d e forma particelle / spessore film f. stazionaria, v f. mobile. Cond. strumentali ottimali -> H min
        
        Larghezza W = Δt di eluizione (efficienza e risoluzione) -> v eluizione. Fattori influenzanti (oltre che da A): Diffusione vorticosa (A segue percorsi casuali tra cui vortici, dipende dimensioni e impaccamento particelle f. stazionaria, > W e < efficienza); Diffusione longitudinale (diffusione A verso regioni <[A] fuori dal flusso, rilevante in GC e trascurabile in CL); Resistenza al trasferimento di massa (tra 2 fasi, impedisce eq. istantaneo)
      - A. QUALITATIVA = confronto t ritenzione composto / composto puro (parità condizioni, rischio coeluizione, usare anche altri metodi). A. QUANTITATIVA = Soluzioni standard a ≠ [A], costruzione retta calibrazione (A picco) f(x) [A], si analizza il campione e si calcola [A] usando retta
- - - - CLASSICO: semplice e per analisi "facili". Separazione (analiti, fisica o chimica), Analisi qualitativa (sulla base delle proprietà chimico-fisiche analita), Analisi quantitativa (metodi gravimetrici come precipitazioni e pesate o volumetrici come titolazioni). STRUMENTALE: sofisticati, proprietà fisiche x natura e [analita] (assorbanza, potenziale elettrico, conducibilità, m/carica, fluorescenza) + tecniche separative (cromatografie). > Precisione e > applicazioni.
        
        SCELTA = f(x) proprietà chimico-fisiche matrice e analita + Precisione richiesta + [analita] prevista + Interferenti. Livello pratico = n° campioni, v e t, facilità e praticità, abilità e materiali richiesti, costo attrezzatura e campione
        
        SVILUPPO METODO = Identificare analita e matrice. PASSAGGI COMUNI: Campionamento (f(x) razionalità, n° in base dimensioni matrice e precisione analisi, omogenei, conservazione) -> Estrazione (estrazione analita da matrice, proprietà A / comuni con altre sost.) -> Purificazione (clean up selettiva minimizzando [interferenti]) + Concentrazione (< Vol solvente e > [analita] rispetto lim rivelazione/quantificazione) -> Analisi strumentale + Calcolo e interpretazione risultati (per studio e conclusione)
      - PARAMETRI QUALITA' = parametri espressi da valori numerici. Validazione (valutare prestazioni metodo in maniera oggettiva e univoca, linee guida internazionali) + Fitness for purpose (valutare conformità rispetto applicazione di sviluppo e quindi obbiettivo) -> Confronto metodi
        
        ERR. = Grossolani (sporadici, da disattenzione, dati molto ≠ creano anomalie, individuati da test statistici, eliminati) + Casuali (dispersioni dati in analisi ripetute, piccole Δ ambiente incontrollabili, minimizzati da condizioni standard controllate) + Sistematici (scostamento di tutti i dati, correggibili, determinano scarsa accuratezza risultato. Costanti o proporzionali al campione) -> Strumentali (taratura sbagliata strumenti), Personali (ripetuti), Metodo (comportamento non ideale reagenti / errori calcolo). Effetto matrice = Interferenti similari analita
        
        PRECISIONE = Dispersione intorno val. medio, da s (deviazione standard) -> Media, s, coeff. variazione (%). Ripetibilità (precisione misure ripetute), Prec. intermedia (misure ripetute in gg ≠), Riproducibilità (prec. di misure ripetute in condizioni ≠). ACCURATEZZA = grado accordo valore vero-set valori misurati (Err. relativo). Determinazione: analisi materiali di riferimento certificati ([A] nota standard) / confronto con [A] ottenuta da metodo valido
        
        Segnale strumentale (Stot = Sanalita + Sbianco + Snoise "N") -> Limite di rilevazione LOD ([A] sopra la quale è presente analita, S/N = 3) + Limite di quantificazione LOQ ([A] sopra la quale è quantificabile analita, S/N = 10)
        
        LINEARITà -> relazione S e [A], Retta di calibrazione: Y = b0 + b1X. Intervallo di linearità = intervallo [A] nel quale è verificata la relazione, Mod. linerae + Mod. quadratico. Analisi quantitativa con standard esterno: costruzione retta con soluzioni standard, calcolo coeff. b0 e b1 (pendenza e intercetta), R2 (coeff. determinazione) tende più possibile a 1 -> Calcolare [A] incognita usando Retta di calibrazione (tra min e max, altrimenti diluire o concentrare)
        
        SENSIBILIà = dello strumento, Δ [A] min rilevabile, dipende da precisione misure e pendenza Curva calibrazione (> con > pendenza e [cost]). SELETTIVITà = capacità di un metodo di determinare classe / singolo composto senza interferenze (contrario metodo universale, inutile per screening), in diverse fasi, scarsa selettività può determinare err. sistematici
- - - - Legge di ripartizione = Kp = C2/C1 permettono < Vol2 e < passaggi estrazione; Pow coeff. ripartizione, si usa log Kow (<0 sost. idrofile e >0 sost. idrofobe). Resa estrazione = S (m mol soluto) -> V1 <=> V2 -> q (S rimasto in V1) e 1-q (S in V2). K = conc S2 / conc S1 = [((1-q) x m) / V2] / [(q x m) / V1]. q = V1 / (V1 + K x V2)
      - Estrazioni multiple: Se dopo la prima estrazione si mescola un nuovo solvente (ripetuta per n volte) -> q^n = V1 / (V1 + K x V2)^n. All'> estrazioni < S in Fase1, q tende a stabilizzarsi (decrescita esponenziale) con n° estrazioni utili relativo a K e Vol utilizzati
      - Scelta solvente estraente 2 = Immiscibilità con 1, solubilità S, tossicità, impatto ambientale e costo, tensione vapore e volatilità, stabilita T°. Effetto pH = Resa dipende da pka/pH (modifica polarità), modifica resa f(x) > solubilità (soluzione tampone, altre +/- H+).
      - ESTRAZIONI LIQUIDO-LIQUIDO: Estrazione con imbuto separatore (stratificazione solventi 1 e 2 + agitazione per > superficie contatto -> separazione fasi ed estrazione. Ripetere aggiungendo 2, rischio eccessiva diluizione A), Pro (easy ed economico),Cons (molto solvente con problemi annessi + successiva conc., t e NO automazione, poco selettiva, rischio err.) = Concentrazione estratto (evaporazione sotto gas inerte solvente + Ox A),Rotavapor (< T°, > P, < T e < perdite) + SPE (cartucce fase stazionaria solida). L-L in continuo = Pro (soluti con bassa K, < Vol solvente, > efficienza), Cons (perdite e degradazione composti T° labili)
      - ESTRAZIONE SOLIDO-LIQUIDO: Soxlhet, 3 fasi: 1) Boiling (matrice solida immersa in solvente in ebollizione), 2) Rinsing (solvente risale campione per capillarità, > efficienza estrazione, NO immersione), 3) Recovery (recupero automatico per condensazione del solvente x riutilizzo). Pro (> rese estrazione, > efficienza con varie estrazioni a piccoli volumi rispetto unica estrazione con alto vol). Δ solventi = f(x) polarità, aprotico / protico,