Az atomerőművek radioanalitikai módszerei Oláh Zita BME NTI

Az előadások a következő témára: "Az atomerőművek radioanalitikai módszerei Oláh Zita BME NTI"— Előadás másolata:

1 Az atomerőművek radioanalitikai módszerei Oláh Zita BME NTI

2 Analitikai kémia Analitikai kémia: anyagok mennyiségi és minőségi elemzésével foglalkozik Minőségi (kvalitatív) analízis: egy adott anyag ismeretlen kémiai elemi összetevőinek a meghatározása Mennyiségi (kvantitatív) analízis anyagok elemi összetételének, azok viszonylagos súlybeli mennyiségének a megállapítása

3 1. Kvalitatív vagy minőségi analízis:
az anyagot képező komponensek azonosítása - milyen atomok - milyen atomcsoportok - milyen molekulák 2. Kvantitatív vagy mennyiségi analízis: az anyagot képező komponensek meghatározása - mennyiségének - koncentrációjának - arányának

4 1. Klasszikus analízis: Kémiai reakciók tervszerű sorozatának végrehajtása során megfigyeljük a változást (minőség), illetve mérjük az észlelt változás mértékét (mennyiség). 2. Műszeres analízis: Kémiai reakciók műszeres végpontjelzése. Kémiai rendszerek kölcsönhatását vizsgáljuk külső energiafajtákkal. A különböző módszerek által alkalmazott energiaféleségek: - elektromágneses hullámok (spektroszkópia) - elektromos energia (elektroanalitika) - hőenergia (termikus elemzések) - mágneses energia (mágneses mérések, tömegspektrometria).

5 Klasszikus analitika Műszeres analitika

6 Radioanalitika Radioaktív izotópot tartalmazó anyagok elemzése
Klasszikus és műszeres analitikai módszerek Izotópok elválasztása Nukleáris méréstechnika

7 VEO- Vegyészeti Ellenőrzési Osztály
Reaktor üzemeltetéshez kapcsolódó kémiai mérések Titrimetria Kromatográfia pH-mérés Vezetőképesség mérés Alfa-, béta-, gamma-spektroszkópia

8 Sav-bázis egyensúlyok
1. Arrhenius (Ostwald) elmélet - (elektrolitikus) disszociáció savak H+-ra és savmaradékra disszociálnak bázisok OH--ra és kationra disszociálnak hiányosságok: (1) csak vizes közegben érvényes (2) H+-ion oldatban önmagában nem létezhet (3) spontán disszociációt feltételez (4) sók hidrolízisét (pl. Na2CO3 v. NH4Cl) nem tudja értelmezni

9 Sav-bázis egyensúlyok
2. Brönsted - Lowry elmélet sav-bázis párok közötti protonmegoszlási reakciók savak H+ iont adnak le (proton donorok) bázisok H+ iont vesznek fel (proton akceptorok) sav1 + bázis2 <=> bázis1 + sav2 H+

10 Brönsted - Lowry elmélet jellemzői
a protonért folytatott versengés (kompetíció) korlátja, hogy a savas funkciót a proton jelenlétéhez köti nemvizes közegekre is alkalmazható a sav erőssége erősen függ az oldószertől értelmezi a disszociációt értelmezi a hidrolízist

11 Sav-bázis egyensúlyok
3. Lewis-féle elmélet savak elektronpár befogadására képesek (akceptorok, pl. fémionok) bázisok elektronpár átadására képesek (donorok, nemkötő e- párral rendelkező vegyületek) magában foglalja és kiterjeszti a Brönsted - Lowry elméletet H3O+ + :Cl- <=> HCl + H2O BCl3 + :NH3 <=> Cl3B:NH3 a komplexképződést is beolvasztja a sav-bázis reakciók körébe Cu(H2O) :NH3 <=> Cu(NH3) H2O hátránya: nem tehető kvantitatívvá

12 A víz öndisszociációja
H2O + H2O <=> H3O+ + OH- H3O+-t mostantól H+-nak jelöljük Kv = [H+].[OH-] = M2 tiszta vízben: [H+] = [OH-] savas kémhatású vizes oldatban [H+] > [OH-]; pH < 7 lúgos kémhatású vizes oldatban [H+] < [OH-]; pH > 7

13 pH fogalma Oldatok hidrogénion-aktivitásának (közelítőleg -koncentrációjának) negatív (10-es alapú) logaritmusa Híg oldatokban aH+ =cH+ a mi esetünkben is! pH=-lgaH+ =-lgcH+ pondus Hidrogenii, hidrogénion-kitevő cH+ =10-pH Az ionaktivitást ugyanúgy definiáljuk, mint a semleges részecskék aktivitását:

14 Ph-skála

15 pH skála

16 Oxidációs szám Az a szám, amely megmutatja, hogy a kémiai kötésben résztvevő elektronok egy vegyületen belül hogyan oszlanak meg a vegyület egyes alkotóelemei között. Tényleges vagy névleges (fiktív) töltés, mely az elemi állapothoz viszonyított oxidációs állapotot mutatja meg. A fentiek alapján az elemek oxidációs száma mindig 0. Ionok (egyszerű ionok, pl. fémionok, oxidionok stb.) oxidációs száma megegyezik a töltéssel. Az összetett ionokban az oxidációs számok összege az ion töltésszámával egyenlő. Pl. PO43- A vegyületekben a képletben szereplő atomok oxidációs számainak összege 0 (a vegyületek ugyanis semlegesek). A redoxiegyenletek rendezésekor a leadott és a felvett elektronok mindig megegyeznek, azaz az oxidációs szám-változások összege 0.

17 pH-mérés: pH-papírral

18 pH-mérés: műszerrel Potenciometria
Az elektrolit oldatba merülő elektród felületén kialakuló potenciál mérésén alapuló módszer Az elektrokémiai cella (galváncella) egy indikátor- és egy referenciaelektródból (áll. potenciálú) áll, indikátorelektród potenciálja a oldatban lévő ion (hidrogén-ion) koncentráció függvénye A két félcella közötti feszültséget mérjük, miközben áram nem folyik át a cellán.

19 Üvegelektród Vastag falú üvegcső végére pH-érzékeny üvegből többnyire gömb alakúra kiképzett, vékony (0,001-0,1 mm vastagságú) membránt forrasztanak elektród belsejében ismert pH-jú pufferoldat (áll. H+ konc.) így potenciálkülönbség a minta hirdogén-ion koncentrációjával lesz arányos

20 Clean snex cs1768 pH electrode
Tárolás: Napi használat esetén: pH=7.00 pufferben Tárolás estén: 3 M KCl oldatban Kiszáradás esetén 3 M KCl oldattal regeneráljuk

21 pH meghatározása A vízben lejátszódó kémia, fizikai és biológiai folyamatok eredményeként a pH értéke gyorsan változhat, ezért mintát elemezzek, amint lehet, de maximum 24 órán belül. A mintában lévő lebegőanyag hibát okozhat, célszerű megvárni a leülepedését

22 Elektromos vezetőképesség meghatározása
Vizes oldatok vezetőképességét a bennük oldott és elektrolitosan disszociált savak, bázisok, sók okozzák Híg oldatban függ: oldatban lévő ionok száma ionok vegyértéke ionok mozgékonysága oldat viszkozitása oldat hőmérséklete Víz minőségének vizsgálatakor ezt az ionizálható oldott anyagok koncentrációjának mértékeként alkalmazzák

23 Elektromos vezetőképesség meghatározása
Orion 125 típusú vezetőképesség mérő Kritérium: κ<0,5 μS/cm (T=20 C) Standard (100 ill. 12,9 μS/cm)

24 Mi a különbség a desztillált víz és a csapvíz között?
pH=4-6 K= 0-5 μS/cm Csapvíz pH=6-8 K = μS/cm

25 Titrimetria (Térfogatos analízis)
A mérőoldat (ismert koncentrációjú reagens oldat) mérendő anyaghoz történő adagolása titrálás útján történik. A mérőoldatot jól ismert reakcióban reagáltatjuk a meghatározandó komponenssel. A felhasznált mérőoldat térfogatát mérjük. A titrálás ekvivalenciapontja az, amikor a reakcióegyenletnek megfelelően ekvivalens mennyiségben reagáltatjuk a mérőoldatot a mérendő komponenssel. Végpontja pedig az, amikor ezt jelezni tudjuk. A fogyott mérőoldat térfogatának és koncentrációjának ismeretében kiszámíthatjuk a mérendő anyag mennyiségét.

26 A titrimetriában használt reakciók két fő csoportja
1. Az ionok egyesülésén (asszociációján) alapuló reakciók: - semlegesítési, sav-bázis reakciók (neutralizációs analízis) - komplexképződési reakciók (komplexometria) - csapadékképződési reakciók (csapadékos titrálások) 2. Elektronátmenettel járó reakciók (redoxireakciók): - oxidimetria (titrálás oxidáló mérőoldattal) - reduktometria (titrálás redukáló mérőoldattal) - jodometria (a jód-jodid rendszer közepes redoxpotenciálja révén mind redukáló, mind oxidáló rendszerek mérésére alkalmas).

27 Bórsav tartalom meghatározása titrimetriásan
Alkalmas: nagyobb mennyiségű, zavaró lúgoktól mentes oldatok (primerköri hőhordozó közegek, szennyvizek) bórsav tartalmának meghatározására Elve: bórsav gyenge sav, többértékű alkoholokkal egyértékű komplex savat képez (pl. glierin, mannit) lúggal jól titrálható

28 Bórsav tartalom meghatározása titrimetriásan
gyenge savak (határ pKs>7), bórsav (pK 9,2) meghatározása Gyenge sav többértékű alkohol → egyértékű komplex sav

29 Bórsav tartalom meghatározása titrimetriásan
Végpontjelzés: fenolftalein vagy keverék indikátor Mérőoldat: 0,1 mol/dm3 NaOH oldat Lehetnek benne zavaró savas vagy lúgos oldatok 0,1 g/dm3 bórsav koncentrációtól alkalmazható Titrálandó részlet bórsavtartalma mg

30

31 Forrás: Pátzay György: Atomenergetika és nukleáris technológia

32 METROHM PROCESSLAB automata titráló berendezés

33 Ammónia tartalom meghatározása titrimetriásan
Alkalmas: nagyobb mennyiségű, zavaró lúgoktól mentes oldatok ammónia tartalmának meghatározására Elve: a vízben oldott NH3 részben ammónium-hidroxiddá alakul, amely disszociál: NH3 + H2O=NH4OH→NH4+ + OH- Savval a reakció a jobb irányba tolódik

34 Ammónia tartalom meghatározása titrimetriásan
Végpontjelzés: keverék indikátor (metilvörös-metilénkék (1:1) zöld- ibolya) Mérőoldat: 0,1 mol/dm3 HCl oldat 20 mg/dm3 kisebb koncentráció esetén fotometriás meghatározás Max. 50 mg/l

35 Hidrazin tartalom meghatározása titrimetriásan
Alkalmas: primerköri technológiai rendszerekben felhasznált oldatok, szennyvizek hidrazin tartalmának meghatározására Vízhez adott red.szer (szerk. anyagok korr. csökk.) Elve: hidrazinhoz jódot adva: N2H4 + I2→ 4HI + N2 Felesleges jódot visszamérjük 0,5 mol/dm3 Na2S2O3 mérőoldattal keményítő indikátor mellett

36 Hidrazin szerepe az adagolt hidrazin a pótvíz-rendszerből jövő vízben lévő oxigénnyomokat kémiai úton leköti, N2H4 + O2→ N2+ 2H2O; a hidrazin a regenaratív hőcserélő után folyamatos termikus bomlása révén ammóniát szolgáltat, 3 N2H4 →N2+ 4NH3 az akítv zónában a hidrazin bomlása révén keletkezett ammónia radiolízise révén molekuláris hidrogént fejleszt, mely az oldott-oxigén-koncentráció visszaszorításához szükséges

37 Jód és a keményítő A keményítő és a jód alkalmazott kimutatási reakciója, a barna jódoldat keményítő oldatával kék reakciót mutat. A kék színű oldat melegítve elszíntelenedik, lehűlve újból megkékül (a színváltás többször is megismételhető). A színreakciónak az a magyarázata, hogy az apoláris jódmolekulák éppen beleférnek az amilózcsövek apoláris üregébe, ahol gyenge másodrendű kölcsönhatások rögzítik őket. A jódmolekulák elektronszerkezete ebben a környezetben másképpen torzul, ami azt eredményezi, hogy más hullámhosszú fényt nyelnek el, mint a vizes vagy alkoholos oldatban. Melegítés hatására a hélix-szerkezetet stabilizáló hidrogénkötések felbomlanak, a hélix szerkezet megbomlik, a jódmolekulák szabaddá válnak.

38 Kálium-hidroxid tartalom meghatározása titrimetirásan
Alkalmas: primerköri közegek és technológiai rendszerekben alkalmazott oldatok kálium- hidroxid tartalmának meghatározására Elve: 0,1 mol/dm3 HCl oldattal titrálunk metilvörös indikátor jelenlétében

39 Nátrium-hidroxid tartalom meghatározása titrimetirásan
Alkalmas: primerköri közegek és technológiai rendszerekben alkalmazott oldatok (pl. lúgos dekontamináló oldat) nátrium- hidroxid tartalmának meghatározására Elve: 0,1 mol/dm3 HCl oldattal titrálunk metilvörös indikátor jelenlétében Színes oldatok esetén pH mérés, elektrokémia

40 Kálium-permanganát oxidálhatóság vizsgálat
Alkalmas: hulladék- és csurdalék vizek, sűrítmény minták kálium-permanganátos oxidálhatóságának vizsgálatára Elve: savas közegben a felesleges Kálium-permanganát redukálódik: MnO4- + 8H+ + 5 e- ↔ Mn H2O Reakció lassú, de a Mn2+ ionok katalizálják a folyamatot

41 Kálium-permanganát oxidálhatóság vizsgálat
Kálium-permanganát feleslegét oxálsavval bontjuk el A felesleges oxálsavat kálium-permanganáttal titráljuk vissza: KMnO4 + 5 (COOH)2 + 3 H2SO4 ↔ 2 MnSO4 + 5 CO2 + 8H2O+ K2SO4 Indikátor: a permanganát ionok lilás színének megjelenése

42 Kálium-permanganát tartalom meghatározása titrimetirásan
Alkalmas: technológiai rendszerekben alkalmazott oldatok (pl. lúgos dekontamináló oldat) kálium- permanganát tartalmának meghatározására Elve: Savas közegben a KMnO4 a KI-ból jódot szabadít fel, amit Nátrium-tioszulfáttal titráljuk meg keményítő indikátor jelenlétében 2 KMnO HCl + 10 KI = 2 MnCl2 + 5 I2 + 8 H2O + 12 KCl 5 I2 +10 Na2S2O3 = 5 Na2S4O NaI

43 Szabadlúg és bórsav tartalom mólarányának meghatározása
Alkalmas: különböző technológiai, valamint csurdalék és hulladék vizek szabadlúg tartalmának meghatározása Elve: a minta szabadlúg tartalmát a benne oldott bázikus kémhatású anyagok (hidroxid-, karbonát-, hidrazin-, ammónia- vegyületek) okozzák Együttes meghatározás 0,1 mol/dm3 HCl, majd utána bórsavas titrálás Hulladékvizek minősítésére használt paraméter <1 savas, >1 lúgos minta

44 Forrás: Pátzay György: Atomenergetika és nukleáris technológia

45 Savtartalom meghatározása savas dekontamináló oldatban
Savas deko-oldat (10 g/dm3 citromsav, 10 g/dm3 oxálsav), illetve dekozás utáni öblítővíz összes savtartalmának meghatározására Külön nem lehet titrimetriásan meghatározni Gyenge savat titrálunk erős lúggal 0,1 mol/dm3 NaOH-dal Fenolftalein indikátor jelenlétében

46 Komplexometria A fémionok oldatban nem „szabadon” léteznek, hanem különböző ligandumok kapcsolódnak hozzájuk (magányos elektronpárral rendelkező semleges molekulák, negatív ionok) koordinálódnak hozzájuk meghatározott térbeli elrendeződés szerint. Vizes oldatban a fémionok akvakomplexek alakjában létezhetnek. Ha az oldat más, komplexképzésre alkalmas ligandumot is tartalmaz, a fémionhoz koordinálódott oldószer-molekulák fokozatosan kicserélődnek

47 A víz keménysége Az ipari és gyakorlati célokra használt víz Ca- és Mg-tartalmát külön is megadják számszerűen keménységi fokokban. Erre azért van szükség, mert Ca és Mg vegyületek (karbonátok, szilikátok stb.) formájában rakódnak le a kazánokban és egyéb ’vizes’ berendezésekben, amit vízkőnek neveznek. 1 német keménységi fok (vagy nk°) = 10mg CaO-dal egyenértékű Ca- és Mg-só 1 liter vízben. ÖSSZES KEMÉNYSÉG = ÁLLANDÓ KEMÉNYSÉG + VÁLTOZÓ KEMÉNYSÉG

48 Rézionok mérése Nátrium-dietil-ditiokarbamáttal sárga színű komplexet képez A színintenzitás arányos az oldatban lévő Cu2+ ionok koncentrációjával Színintenzitást spektrofotométerrel mérik, abszorpciós maximum 450 nm

49 Kloridionok mérése Hg(II)-rodanidból [Hg(SCN)2] tiocianát ionokat szabadítanak fel, amelyek a Fe(III)-ionokkal vörös színű Fe(III)-rodanid komplexet alkot Színintenzitást spektrofotométerrel mérik, abszorpciós maximum 465 nm

50 Egyéb eljárások a VEO-n
Na,K,Li lángfotometriás mérése Folyadék mintavétel primer- és szekunder közegből Gáz mintavétel primer közegből Sűrűségmérés Alfa-, béta-, gamma-spektroszkópia

51 A tömegspektrometria alapjai
Izolált, ionizált részecskék tömeg-töltés arányuk szerinti elválasztása Angolul: Mass Spectrometry (MS) szervetlen MS szerves MS 1950-től Dinamikus tömegmérési módszer

52 Az MS elvi felépítése

53 Tömegspektrum:

54 Analitikai alkalmazás
Móltömegek meghatározása Gázkeverékek kvantitatív analízise Nyomelemzés Izotóp-arány mérés Elemanalízis Gázkromatográfiával kombinált tömegspektrometria (GC-MS)

55 Urán izotópok és korróziós termékek mérése ICP-MS módszerrel
Megfelelő hangolással több, mint 70 elem meghatározása kis kimutatási határok (ng/l-μg/l) mellett ICP:Induktív csatolású plazma, a minta alkotóit elpárologtatja atomizálja és ionizálja Izotóp-arány mérésre is használható ez a kapcsolt technika Mért izotópok:Cr-53,Mn-55,Fe-57,Co-59,Ni-60,Zr-90 és U-238

56 GC-MS-DS

57 Fémes és nemfémes elemek meghatározása ICP-OES módszerrel
Plazma fényét optikai egységekkel spektrálisan felbontjuk, és az adott elemre jellemző λ-ú spektrumvonalak intenzitását mérjük Primer és szekunderköri technológiai közegek, valamint különböző vízminták oldott, ill. savval oldható fém- (Co.Cr,Mn,Mo,Ni,Cu,Fe) és nemfémes (B,Ca,Li,Mg,Na,Si,S) tartalmának meghatározása

58 Elválasztástudomány Az elválasztástudomány, az interdiszciplináris tudományok egyik legújabb területe, az anyag egyre fejlettebb fizikai és kémiai módszerekkel történő vizsgálata során alakult ki. Adott probléma vizsgálata (mennyiségi és minőségi meghatározás)→ az ezzel összefüggő különböző elválasztási feladatok megoldása sajátos, un. elválasztástechnikai módszerek kifejlődéséhez vezetett

59 A technika lényege egy az ún
A technika lényege egy az ún. mozgó (mobil) fázisban oldott keveréknek egy álló (statikus) fázison való áthajtása, melynek során a vizsgálandó anyag elválik az elegyben található további molekuláktól. A kromatográfiás eljárások abban különböznek az egyéb megoszláson alapuló elválasztási módszerektől (pl.: folyadék-folyadék extrakció, desztilláció), hogy az elválasztásban résztvevő fázisok közül az egyik mozgásban van (mobil v. mozgófázis), a másik fázis helyhez kötött (álló v. stacioner fázis)

60 Alkalmazási területei
környezet, élelmiszer és gyógyszeranalitika, élet- és kórélettan, botanika, paleontológia, kriminalisztika-kriminológia, meteorológia,

61 Kromatográfia története
Több hasonló eljárást fejlesztettek ki a XIX. század során (sőt még korábban is), de az első igazi kromatográfia Mihail Szemjonovics Cvet orosz botanikus nevéhez köthető, aki klorofillon végzett kísérlete közben egy függőlegesen elhelyezett kalcium-karbonáttal töltött üvegcsövet használt növényi pigmentek elválasztására a XX. század első évtizedében. A módszert is ő nevezte el. Klorofill komponenseinek elválasztása vékonyréteg kromatográfiával

62 Álló fázis Mozgó fázis Folyadék gáz
Folyadék gáz Szilárd anyag: adszorbens Folyadék-szilárd kromatográfia Adszorpciós kromatográfia gáz-szilárd kromatográfia adszorpciós gázkromatográfia oszlopos vagy kapilláris elrendezésben Folyadék-folyadék kromatográfia Megoszlásos, oszlop-, vékonyréteg- vagy papírkromatográfia gáz-folyadék kromatográfia megoszlásos gázkromatográfia, Ioncserélő Ionkromatográfia Gél Gélkromatográfia

63 Az oszlopról eluálódó komponensek által a detektorban keltett jel intenzitását az idő függvényében ábrázolva kapjuk a kromatogramot.

64 Gázkromatográfia (GC)
Gázok és ºC-ig átalakulás nélkül elpárologtatható anyagok vizsgálata, A folyadék és szilárd anyagokat általában oldatba kell vinni

65 Kromatográfiás módszereknél a mintát olyan állapotba kell vinni, mint a mozgófázis.
Adagoló (injektor) funkciója a GC-ban: gáz vagy gőz állapotba kell vinni az anyagot, külön fűthető. Kolonna: különböző mértékben kötődnek meg a komponensek→ az állófázis és a hőmérséklet változtatásával szabályozható a vándorlási sebesség Detektor: pg, ng-ban érzékeli az áthaladott anyagokat, több módszer van erre→ a meghatározandó anyagtól függ, külön fűtés. PC - vezérlő egység: kolonna térhőm., detektor hőm., injektor hőm., feldolgozza a detektor adatait, gázáram szabályozása végezhető el vele.

66

67 GC kritériumok: milyen könnyű az anyagot gáz vagy gőz állapotba vinni.
Cél: a szerkezet ne változzon meg az elpárolgásnál. Alapvető: hogy kémiai átalakulás nélkül gőz állapotba vihető legyen a molekula - Az elpárologtathatóságot megszabja a készülék felső hőmérséklet határa (400°C): Általában csak apoláris anyagok bírják ezt a magas hőmérsékletet. A poláris anyagok hő tűrése kisebb. ~200°C: poláris ~600°C: apoláris- szennyezők nagy része

68 Hidrogén tartalom meghatározása GC-san
Alkalmas: gázelegyek (primeköri hőhordozók, atmoszférikus nyomáson felszabaduló gázok) hidrogén-tartalmának meghatározására max. konc. 4 mg/kg H2, Vívőgáz:4.6 tisztaságú Nitrogén Kalibráló gáz: 60tf% H-tartalmú,4.6 tisztaságú N2-gáz UNICAM PRO GC Gázkromatográfiás kolonna (3m, Mol.Sieve 5A) hővezetőképesség-mérő detektor Gázmintavevő edény 50 ul-es Hamilton gáztömör fecskendő

69 Hidrogén tartalom meghatározása GC-san

70 Oxigén tartalom meghatározása GC-san
Nitrogén gáz oxigén tartalmának meghatározására tf% koncentráció-tartományban 0,01 mg/kg O2 Kiégett kazetták szállító konténerének töltésekor alkalmazott módszer Vívőgáz:4.6 tisztaságú Nitrogén Kalibráló gáz: 0,5 tf% O-tartalmú,4.6 tisztaságú N2-gáz 20,5 tf% O-tartalmú, szintetikus levegő, CH-mentes, 4.5 tisztaságú UNICAM PRO GC hővezetőképesség-mérő detektor Gázminta vevő edény 2500 μl-es Hamilton gáztömör fecskendő Gázminta vevő ballon

71 Folyadék kromatográfia
HPLC (high performance liguid chromatography) Nagy hatékonyságú folyadék kromatográfia.) Nagy nyomás kell hozzá (mindig kell pumpa, amely nagy nyomáson tudja az egyenletes folyadékáramot biztosítani). Kényszeráram, kis szemcseátmérő← nagy nyomású szivattyú (állandó térfogat-áramlási sebességgel szállít) Pulzálás mentesen kell a térfogat-áramlási sebességet biztosítani.

72

73

74 Integrált előoszlop HPLCben
Az előoszlop megvédi a fő oszlopot az elkoszolódástól, és a kioldódástól.

75 A HPLC berendezés a következő fő részekből áll:
Nagynyomású szivattyú: Pulzusmentes dugattyús ikerszivattyú használatos a leggyakrabban, ahol a legfontosabb követelmény az állandó nyomás biztosítása. Gáztalanító egység: Az oldószerben oldott gázok, leggyakrabban a levegő komponenseinek a kivonása, mivel ezek buborékok alakjában kiválhatnak és zavarhatnak. Minta adagoló egység: Ez leggyakrabban egy szelep aminek a segítségével egy meghatározott térfogatnyi, általában néhány mikroliternyi mintaoldat az áramló oldószerbe vihető. HPLC oszlop: Néhány cm hosszúságú és néhány mm átmérőjű acél esetleg műanyag köpenyes kolonna megfelelő mikroszemcsés töltettel. Detektor: A detektor kiválasztása a meghatározott komponensek és a mozgó fázis tulajdonságaitól függ.

76 Elektromos vezetést mérő („konduktometriás”) detektor
Az ion-kromatográfia tulajdonképpen a konduktometriás detektálás előnyeinek kihasználására optimált ioncserés elválasztási módszer. Konduktometriásan ugyanis nagyon jól lehet mérni az eluátumban: mert könnyű kis térfogatú mérőcellát építeni , a műszer egyszerű, a jel a mérendő koncentrációval egyenesen arányos a detektor csak az ionos összetevőket méri.

77 Ioncserélők Ioncserélőket töltésük alapján két csoportra oszthatjuk:
Anioncserélők, jellemzőjük, hogy az állófázis felületén rögzített pozitív töltésű csoportok találhatóak Kationcserélők, jellemzőjük, hogy az állófázis felületén rögzített negatív töltésű csoportok találhatóak

78

79

80 Ioncserés kromatográfia elve
Az állófázis ionjai visszatartják az ellentétes töltésű ionokat. Az erősebb ionoknak ( Cl- > CO32-) nagyobb a retenciója.

81 Kismennyiségű oldott anionok ionkromatográfiás meghatározása bórsavmentes közegben
Alkalmas bórsavmentes üzemviteli minták és egyéb vízminták oldott fluorid-, klorid-, nitrit-, nitrát-, foszfát-, szulfátion tartalmának meghatározására μg/dm3 koncentráció tartományban Elve: A mintát az előtétoszlopra juttatjuk, majd az analitikai oszlopra, ahol megtörténik az elválasztás Az eluált mintát anion szupresszoron vezetjük keresztül, ami csökkenti az eluens háttér.vezetőképességét (anionok→savakká) Eluens: KOH, eá. eluensgenerátorral, elektrokémiai módszerrel

82 Felszerelés DIONEX DX500 típusú ionkromatográfiás készülék
EG40 eluensgenerátor, KOH tartállyal GP50 gradiens szivattyú LC20 termosztálható kromatográfiás modul CD-20 hővezetőképességmérő detektor, DS-3 hőstabilizátorral Anion szupresszor (ASRS Ultra II, 2MM) Előtétoszlop (IonPac AG17,2*50mm) Analitikai oszlop (IonPac AS17,2*50mm)