TENTAMEN. Analytisk kemi (KD2010),

Relevanta dokument
TENTAMEN. Analytisk kemi (KD1120),

TENTAMEN. Analytisk kemi (KD1120),

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1190/1110),

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1110),

TENTAMEN. Analytisk kemi (KD2010),

TENTAMEN. Analytisk kemi (KD1120),

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1110),

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1190/1110),

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1190/1110),

Bestämning av fluoridhalt i tandkräm

Fotoelektriska effekten

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 1

Elektromagnetiska spektrumet SPEKTROSKOPI (2) UV-vis. Kromoforer. Hur analysera ofärgade ämnen? Procedur. Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH

Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära

Analytisk kemi. Kap 1 sid 15-22, Kap 9 sid

Kursens namn : Medicin A, Strålningsfysik o radiologisk metodik II. Totalpoäng: 51 poäng förutom läkemedelsberäkningen som är 20 poäng

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (3B1770),

SPEKTROSKOPI (1) Elektromagnetisk strålning. Synligt ljus. Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH. Ljus - en vågrörelse

Spektroskopi. Atomer. Breddning. Molekyler

Analys av tandmaterial

Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Efter överenskommelse med studenterna är rättningstiden fem veckor.

Masspektrometri. Masspektrometrisk utrustning. Insläppssystem (ex.) GC-MS (molekylseparator) Molekylär Masspektrometri

Tentamen i Fysik för K1,

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

I princip gäller det att mäta ström-spänningssambandet, vilket tillsammans med kännedom om provets geometriska dimensioner ger sambandet.

VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER

SPEKTROFOTOMETRISK BESTÄMNING AV KOPPARHALTEN I MÄSSING

Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA

Tentamen i Fysik för π,

VAD ÄR KEMI? Vetenskapen om olika ämnens: Egenskaper Uppbyggnad Reaktioner med varandra KEMINS GRUNDER

OBS! Under rubriken lärares namn på gröna omslaget ange istället skrivningsområde, ex Lösningsberedning. Totalt ska ni använda 9 gröna omslag.

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1110),

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1110),

CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Teknisk Fysik kl.: Sal : Hörsalar

Tentamen i Materia, 7,5 hp, CBGAM0

Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller:

Tentamen i KEMI del B för Basåret GU (NBAK10) kl Institutionen för kemi, Göteborgs universitet

Manual för analys av kvicksilverhalt i sediment med atomabsorptionsspektrometri

BEKRÄFTELSE SS

Snabba atomer och lysande stjärnor. Hur spektrallinjer berättar om exciterade atomers livstider och den kemiska sammansättningen hos stjärnor.

Arbete A3 Bestämning av syrakoefficienten för metylrött

a) 55,8 g/mol b) 183,8 g/mol c) 255,6 g/mol d) 303,7 g/mol 2. Galliumnitrid används i lysdioder. Vilken kemisk formel har galliumnitrid?

TEORETISKT PROBLEM 2 DOPPLERKYLNING MED LASER SAMT OPTISK SIRAP

Metodutvärdering I. Metodutvärdering -validering. Metodutvärdering II. Metodutvärdering III

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Datum Skrivtid 4 tim. Charlotte Sahlberg Bang

Think, pair, share. Vad tänker du på när du hör ordet elektricitet? Vad vill du veta om elektricitet?

Lösningsförslag. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

SF1624 Algebra och geometri

Kemisk kvalitetssäkring av dialysvätska

Kalibrering. Dagens föreläsning. När behöver man inte kalibrera? Varför kalibrera? Ex på kalibrering. Linjär regression (komp 5)

Kemiska beteckningar på de vanligaste atomslagen - känna till jonladdning på de vanligaste olika kemiska jonerna

Svar och anvisningar

Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p kl

Svar och anvisningar

Prov i kemi kurs A. Atomens byggnad och periodiska systemet 2(7) Namn:... Hjälpmedel: räknedosa + tabellsamling

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1190/1110),

ELEKTRICITET.

TENTAMEN. Material- och energibalans, KE1100/KE1120 Inledande kemiteknik, KE1010/KE1050 och 3C kl 08:00 13:00 LYCKA TILL!

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik mars :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

STOCKHOLMS UNIVERSITET Sociologiska institutionen

Tentamen i Analytisk kemi II,

Kursprov i matematik, kurs E vt Del I: Uppgifter utan miniräknare 3. Del II: Uppgifter med miniräknare 6

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801) Lördag 15 december 2012,

2.6.2 Diskret spektrum (=linjespektrum)

Konc. i början 0.1M 0 0. Ändring -x +x +x. Konc. i jämvikt 0,10-x +x +x

Arbete TD5 Bestämning av transporttal

BFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/ Bastermin

27,8 19,4 3,2 = = ,63 = 3945 N = = 27,8 3,2 1 2,63 3,2 = 75,49 m 2

Svar och anvisningar

Gaskromatografi (GC) Niklas Dahrén

Linnéuniversitetet Institutionen för fysik och elektroteknik

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Materia och aggregationsformer. Niklas Dahrén

Kursprov i matematik, kurs E ht Del I: Uppgifter utan miniräknare 3. Del II: Uppgifter med miniräknare 5

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST16h KBASX16h. TentamensKod: Tentamensdatum: Tid: 09:00 13:00

Analys av tandmaterial

WORKSHOP: EFFEKTIVITET OCH ENERGIOMVANDLING

Kursens namn: Medicin, Radiografi Strålningsfysik, teknik och projektionslära

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Kromatografi. Kromatografi. Kromatografi. Användningsområde. Den kromatografiska processen. Typer av kromatografi. Separation.

TENTAMEN. Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A, Basterminen del 1 Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling.

Extrauppgifter Elektricitet

Algebra och Diskret Matematik A (svenska)

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Neutronaktivering. Laboration i 2FY808 - Tillämpad kvantmekanik

Analys av tandmaterial

ANALYS AV TVÅ TYPER AV NICKELPULVER

Galvaniska element. Niklas Dahrén

Lösningsförslag - tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 122 / BFL 111

Preparation och spektroskopisk karakterisering av Myoglobin

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

Godkänt-del. Hypotetisk tentamen för Termodynamik och ytkemi, KFKA10

Varje uppgift ger maximalt 3 poäng. För godkänt krävs minst 8,5 poäng och

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik mars :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

Transkript:

TENTAMEN Analytisk kemi (KD2010), 2009-06-05 OBS! Använd ett ark per uppgift. Skriv namn på varje ark. OBS! För varje uppgift anges maximalt antal poäng. För godkänt resultat fordras 40 poäng. En sjugradig betygsskala tillämpas enligt följande: Poäng Betyg 65 80 A 59 64 B 53 58 C 46 52 D 40 45 E 36 39 Fx 0 35 F Tänk på att vid frågor med flera svarsalternativ kan felaktiga uppräkningar medföra poängavdrag. Möjlighet till komplettering för att erhålla godkänt, betyg E, finns för den som ligger nära godkändgränsen. Med nära gränsen menas minst 36 poäng, betyg Fx. Kompletteringen sker muntligt efter överenskommelse med kursansvarig. Den som önskar komplettera skall kontakta kursansvarig inom en vecka efter det att vi på hemsidan meddelat att tentorna är rättade. (Tentorna kommer att vara färdigrättade senast 20090626.) För studenter registrerade på kursen före HT07 gäller kursnummer 3B1102 och före HT01 var koden 3B1101. Poängskalan för betygen på 3B1101/02 är följande: 65-80 poäng ger betyget 5 53-64 poäng ger betyget 4 40-52 poäng ger betyget 3 0-39 poäng ger betyget U Hjälpmedel: Utöver penna och papper är endast kalkylator tillåten. Skriv på omslaget till tentan vilket kursnummer som gäller dig! LYCKA TILL!

1. Silvernanopartiklar används i ett antal industriella tillämpningar tex i kläder och vitvaror. Det är ännu inte helt utrett vilken påverkan dessa partiklar kan ha på människor och natur. De sprids dock redan i miljön tex i vatten. Hur skulle en provtagning utföras för att kvantifiera förekomsten av silvernanopartiklar i en sjö utanför en textilindustri? (Du behöver inte gå in på vilken analysmetod som ska användas.) (8p) 2. Ett plastföretag använder till viss del återvunnen plast i sin tillverkning. De vill införa processanalys för att få bättre kontroll på plastmassan. a) Vilka fyra provtagningsinterface har de att välja på? (4p) b) Välj två av de ovan nämnda interfacen och nämn en mätning som skulle kunna utföras på plastmassan med var och en av dessa två och tala om vilken information man får ut av mätningen. (4p) 3. a) Nämn fyra elektroanalytiska tekniker. Tala om vilken storhet som mäts och hur mätningen sker. (4p) b) Rita hur potentialsvepet ser ut i linjär respektive cyklisk voltammetri. Glöm inte att sätta ut rätt enheter på axlarna. (2p) c) Rita voltammogrammet som erhålls vid ett linjärt svep. Sätt ut enheter på axlarna och förklara kurvans utseende. (2p) 4. a) Silvernanopartikelproverna som samlades in i fråga 1 ska nu analyseras. Vilken teknik, vilken metod inom denna teknik och vilken utrustning bör användas för att analysera proverna? Hur ändras ditt val om andra metaller ska analyseras samtidigt? Motivera dina svar! (4p) b) Till plasten från fråga 2 sätts mjukgörare. Bis(2-etylhexyl)ftalat som används kan brytas ned till 1-butanol och 2-etyl-1-hexanol. Därför kontrolleras luften i fabriken kontinuerligt. Ange lämplig analysteknik, metod och utrustning. Motivera valet! (4p) OBS! Du ska inte använda masspektrometri i något av problemen i 4 a) och b)! 5. a) Rita ett blockdiagram av ett generellt spektroskopiskt instrument. (2p) b) Vad skiljer ett instrument för atomemissionsspektroskopi (AES) från det generella spektroskopiska instrumentet? (1p) c) Vilka energiövergångar utnyttjas i AES? (1p) d) Vilken funktion har atomreservoaren i ett atomemissionsinstrument? (1p) e) Nämn två atomreservoarer som används för AES. Nämn en fördel med var och en av dessa två. (2p) f) Vilken funktion har förstoftaren? (1p) 6. a) Det finns många detektorer att välja på för GC-analyser. Vissa av dessa är mycket känsliga för specifika ämnen/element. Nämn fyra element/ämnen som det finns känsliga specifika detektorer för. (2p) b) Vilka är de vanligaste mobilfaserna i GC? Nämn en fördel med var och en av dessa. (3p) c) Beskriv korfattat hur gradienteluering går till i LC och när det är lämpligt att använda denna typ av eluering. (3p)

7. a) I USA används majssirap i godis, coca cola, ketchup mm. Denna sirap innehåller en stor andel fruktos och genom enzymatisk nedbrytning av glukos kan fruktoshalten ökas ytterligare. Hur kan förhållandet mellan glukos och fruktos bestämmas? Vilken teknik, vilken metod inom denna teknik och vilken utrustning bör användas? (Ej MS!) (4p) b) I många (9 av 20) prover av ovan nämnda majssirap fann man kvicksilver. Eftersom barn och ungdomar ofta är storkonsumenter av sådana produkter, så är det oroväckande. Om en screening av hur mycket kvicksilver en grupp barn har utsatts för så kan håret analyseras. Vilken teknik, vilken metod inom denna teknik och vilken utrustning bör användas? Motivera svaret! (Ej MS!)(4p) 8. a) Vilka jonkällor skulle användas om masspektrometri kunde utnyttjas i fråga 4 b), 7 a) respektive 7 b)? (3p) b) Välj två av de jonkällor du angett som svar till a)-frågan ovan. Beskriv dessa två kortfattat. (4p) c) Vilken analysator bör användas för problemet i 7a? (1p) 9. a) Förklara hur man åstadkommer emission av enstaka spektrala linjer i hålkatodlampan samt förklara varför denna ljuskälla är nödvändig i atomabsorptionsspektroskopi. Visa gärna med en bild. (2p) b) Man vill bestämma halten av järn i stadsvattnet i Stockholm mha atom absorptions spektroskopi. En stamlösning av Fe bereddes genom att lösa 0,05932g av ren järntråd i syra som sedan späddes till 1000ml. Sedan bereddes en serie av standardlösningar genom att ta nedan angivna volymer från stamlösningen och späda dem till 100ml. Absorbansen för dessa standardlösningar vid 248.3 nm är följande: Volym av 1,00 3,00 5,00 7,00 10,00 stamlösningen taget (ml) A 248,3 0,113 0,334 0,530 0,672 0,812 Absorbansen för stadsvattnet efter 5 gångers spädning med destillerat vatten var 0,646. I. Beräkna ppm Fe i stadsvattnet i Stockholm, kalibrerings-kurvans ekvation är y = 0,0777X + 0,0882. Visa dina beräkningar och hur du har resonerat. (4p) II. Beräkna detektionsgränsen för Fe i denna metod. (2p)

10. a) Du har analyserat ett protein med massan M = 24000 Da med MALDI-TOF-MS. Masspektrumet visade toppar för M +, M 2+, M 3+ och 2M + med intensitetsförhållande 4:2:2:1 (M + :M 2+ :M 3+ :2M + ). Skissa det genererade masspektrumet i en figur. (3p) b) Efter MALDI-TOF-analys av ett annat protein med massan M = 44000 vill Du ta reda på om Na + i bufferten gett upphov till protein-na-addukter med massan (M+22) Da. Vilken upplösning krävs för detta? Är den beräknade upplösningen rimlig för TOFanalysatorer? Motivera ditt svar! (2p) c) Hur kan man utifrån flygtid analysera bildade joner i en TOF-analysator. Härled sambandet och resonera kring gjorda antaganden. För full poäng fordras fullständigt svar med stringenta resonemang. (3p)

SVAR 1. 1. Provtagningen måste planeras noggrant. Du måste bla tänka på hur många prov som behövs, hur stora prov som behövs, vilken noggrannhet som krävs och var proven ska tas (tex djup, avstånd från land etc). Du måste också tänka på annat som kan påverka provtagningen tex temperatur, vindar, tid på dygnet. Provtagningsutrustning och metod (slumpprov eller systematiska prov) måste också bestämmas. Principen med modellering, planering, provtagning, analys, utvärdering, återkoppling är användbar. Hänsyn måste också tas till kostnaderna. 2. a) At-line, on-line, in-line, non-invasive. b) Tex: At-line MALDI-MS, identitet, storleksfördelning, non-invasive akustisk mätning, viskositet. 3. a) Potentiometriska metoder - spänningen mäts vid en ström som ligger nära noll, Coulometriska metoder - laddningen mäts vid elektrolys av en analyt under konstant spänning, Voltammetriska metoder - strömmen mäts som funktion av en pålagd varierande spänning, Konduktometriska metoder - ledningsförmågan mäts. b) Se figur E7 och figur E12 i kompendiet. c) Se figur E8 i kompendiet. När potentialen är tillräckligt hög/låg börjar ox/red ske och en strömökning kan mätas. Till slut har all analyt nära elektroden förbrukats och strömmen planar ut. 4. a) AAS kan användas om endast silver ska analyseras. Om det är väntat att halterna är mkt låga bör grafitugn användas. Om flera element ska analyseras samtidigt bör ICP användas om känsligheten räcker. b) Då det handlar om luftprov kan GC vara lämpligt. Ämnena är heller inte så stora att detta borde innebära något problem. En relativt polär kolonn bör användas då det handlar om alkoholer. Kvävgas kan väljas pga säkerhet och pris. FID kan användas även om känsligheten sänks något av syreatomerna. 5. a) Se figur S5 i kompendiet från Kemisk mätteknik. b) Det behövs ingen strålningskälla. Provet är strålningskällan. c) Elektronövergångar. d) I atomreservoaren tillförs energi och atomisering sker tex genom värme. e) ICP känslig, flamma billig. d) Förstoftaren fördelar ett flytande prov till en dimma av små droppar, en aerosol bildas. 6. a) Halogener, svavel, fosfor, kväve. b) He säker, N 2 billig, H 2 det går att ha en hög mobilfashastighet men ändå få relativt bra effektivitet. c) Elutionsstyrkan ändras under körningens gång så att k kommer att varieras. Om provet innehåller många analyter med stor variation i egenskaper, så kan det vara lämpligt med gradienteluering för att få bra separation på en rimlig tid.

7. a) LC m polär statfas (NP eller HILIC) relativt polär mobilfas och RI-detektor eftersom det är svårflyktiga vattenlösliga ej UV-absorberande ämnen. b) Vanligaste metoden för detta är spektroskopi, AFS pga känsligheten. Alternativt kan AAS m grafitugn ev. användas (m sämre känslighet) eftersom AFS-utrustning är rel ovanlig. Elektroanalys m tex stripping är ett alternativ. 8. a) 4b EI, 7a - ESI, 7b ICP-MS. b) Individuella svar. c) Quadropol eller ion trap. 9. a). Den cylindriska hålkatoden är gjord av den metall som skall bestämmas och anoden, katoden tillverkas av den metall man vill ha emissionslinjer av. Lampan innehåller neon eller argon vid lågt tryck. Då en spänning på 300 V eller mer läggs mellan elektroderna och de uppvärmda elektronerna frigörs från katoden och dras mot anoden. På vägen till anoden kolliderar elektronerna med fyllgasens atomer som joniseras till katjoner och rusar mot katoden. Vid kollisionen slås atomer av katodmaterialet ut. Dessa atomer blir dessutom exciterade. Vid den efterföljande relaxationen emitteras karaktäristisk strålning. Strålningens intensitet beror starkt på strömstyrkan mellan elektroderna. Teoretiskt skulle en kontinuerlig strålningskälla kunna användas precis som vid absorptions spektroskopi, men då absorptionslinjerna för atomerna i atomångan är extremt smala (ca 0,002 nm) får man problem med ströljus. Det går nämligen inte att konstruera en monokromator som har lika smal bandbredd. Därför har man ljuskälla som emitterar enskilda spektral linjer som är smalbandiga och motsvarar absorbans linjer för provets atomer. (se bild i läroboken sidan 463) b) I. Absorbansen = 0,646 0,646 = y = 0,0777x + 0,0882 x = [Fe] = 7,18 ppm (mg/1000 ml) Provet spades 5 ggr innan mätningen dvs; 7,18 5 = 35,90 ppm (mg/ 1000 ml) Svar: 35,90 ppm Fe i stadsvatten Rätta beräkningar 1p, hänsyn till spädningen 1p, svar med rätt antal värdesiffror i ppm 1p, varför man använder sig av kalibreringskurvan 1p. II. Detektionsgränsen kan anges som tre gånger bruset, dvs detektionsgränsen är den lägsta koncentrationen vid vilken analyten med en viss statistisk säkerhet kan upptäckas med metoden eftersom det alltid kommer finnas störningarna från olika matriser vilket innebär att detektionsgränsen varierar med matrisen även om metoden är densamma. Man kan få bruset från att köra ett antal blank prov eller från kalibrerings- kurvans y- intersept, då x = 0. y = 0,0882 (då x = 0) detektionsgräns 3 0,0882 = 0,2646 Svar: 0,26 ppm

10. a) M + = 24000 Da 4*I M 2+ = 12000 Da 2*I M 3+ = 8000 Da 2*I 2M + = 48000 Da 1*I Y-axeln: X-axeln: relativ intensitet m/z b) Upplösning: R R = m/δm => R 22 Da = 44000/22 => R 22 Da = 2000 Upplösningen för en TOF-analysator är normalt kring 5000 (i linjär mode), alltså är den beräknade upplösningen rimlig. 2 mv m 2eV c) E k = E e => = zev => = 2 2 z v Detta gäller utifrån antagandet att jonerna totala kinetiska energi härrör från energin i det elektriska fältet, d.v.s. att jonernas kinetiska energi är noll innan accelerationen i det elektriska fältet.