Practicumnota's Instrumentele Analyse - Universiteit Antwerpen

Universiteit Antwerpen
Faculteit
Wetenschappen
Departement Chemie
Practicumnota’s
Instrumentele Analyse
http://webhost.ua.ac.be/mitac4/practicum_notas_2007.pdf
Prof. K. Janssens
V. Van Der Linden
Assistent
V. Jans, W. Van Mol
Labo-verantwoordelijken
Laatste aanpassing: 7 november 2007

Inhoud
Deel A. UV/VIS spectrofotometrie .................................................................. 3
1 Principe ............................................................................................. 3
2 Apparatuur......................................................................................... 7
3 Colorimetrische bepaling van ijzer ............................................................. 8
4 Simultane bepaling van Co(II) en Cr(III) in een mengsel ................................. 12
5 Colorimetrische titratie van Ca(II) en Cu(II) met EDTA .................................. 16
6 Bepaling van fosfaat met FIAS-UV/Vis spectrofotometrie ............................... 22
Deel B. Electrochemische methoden............................................................... 32
7 Bepaling van F - mbv iongevoelige elektrode................................................ 32
8 Bepaling van de carbonaathardheid in water............................................... 37
9 Waterbepaling met behulp van de Karl-Fischer Titrator.................................. 41
10 Bepaling van Cadmium en Lood met behulp van Differentiële Anodische
Stripping Voltammetrie (DP-ASV) ........................................................... 48
Deel C. Plasma methoden ........................................................................... 60
11 Atomaire absorptie spectrometrie met de vlam (F-AAS) ................................. 60
12 Bepaling van zware metalen in steenkool met Grafiet-oven Atomaire Absorptie
Spectrometrie (GF-AAS of ETV-AAS) ....................................................... 70
Deel D. Chromatografische technieken ........................................................... 82
13 Ionenchromatografie: bepaling van chloride, nitraat en sulfaat in drinkwater........ 82
Deel E. Addenda...................................................................................... 93
14 Berekeningen met ijklijnen..................................................................... 93
15 Labovaardigheden .............................................................................. 96
16 Veiligheid in het laboratorium .............................................................. 104
p. 2/107

1 Principe
1.1 Inleiding
p. 3/107
Deel A. UV/VIS spectrofotometrie
De analytische toepassing van UV/Vis spectroscopie is gebaseerd op de
absorptie van ultraviolette straling en/of zichtbaar licht door moleculen die
zich in oplossing vinden. De meeste commerciële apparaten werken tussen
200 en 800 nm.
Absorptie van energie uit de ultraviolette en zichtbare gebieden van het
elektromagnetisch spectrum geeft aanleiding tot excitatie van de elektronen
(verhoging van de elektronen-energie) van de te analyseren component.
Het verlies van straling door terugkaatsing en verstrooiing wordt
geëlimineerd door steeds ten opzichte van blanco’s te werken.
In colorimetrie (meet de kleur van de oplossing) maakt men enkel gebruik
van absorptie in het zichtbare gedeelte van het spectrum (absorptie van de
zogenaamde complementaire kleur).
Geabsorbeerde
golflengte
(nm)
400
425
450
490
510
530
550
590
640
730
Kleur
van de
oplossing
groen-geel
geel
oranje
rood
purper
violet
indigo
blauw
blauw-groen
groen
Geabsorbeerde kleur
(complementair met de kleur
van de oplossing)
violet
indigo
blauw
blauw-groen
groen
geel-groen
geel
oranje
rood
purper

1.2 Wet van Lambert-Beer
Volgens deze wet wordt de relatie tussen de monochromatisch ingestraalde
lichtintensiteit I0 en de intensiteit van het uittredende licht gevonden uit:
P
A = log( ) = ε ⋅b
⋅C
= a ⋅b
⋅c
P
0
waarin:
A absorbantie (ook wel extinctie of optische densiteit genoemd)
P0 vermogen van het invallende licht (in de praktijk is dit het licht dat
door de blanco oplossing gaat)
P vermogen van de uittredende lichtbundel (het licht dat door de
absorberende oplossing gaat)
ε molaire extinctie-coëfficient, die golflengte, stof en solvent-
afhankelijk is en onafhankelijk is van de concentratie en de dikte van
de absorberende laag
k specifieke extinctie-coëfficient
C concentratie van de absorberende stof uitgedrukt in mol/l
c concentratie van de absorberende stof uitgedrukt in g/l
b dikte van de absorberende laag, uitgedrukt in cm (in de praktijk
meestal 1.000 cm)
De transmissie T wordt gedefinieerd als P/P0.
% T = 100%
⋅
P
P
0
De wet kan ook toegepast worden op mengsels van verschillende
absorberende verbindigen. De wet blijft geldig zolang deze onafhankelijk
reageren op de invallende straling. Voor een homogeen mengsel schrijft men:
P
At = log( ) = b ⋅∑ε
i ⋅C
P
0
i
i
p. 4/107

Deze wet is gebaseerd op het feit dat de absorberende centra niet met elkaar
interfereren. Er wordt dus steeds met verdunde oplossingen gewerkt. De wet
is enkel geldig bij constante temperatuur en met monochromatisch licht.
De lineariteit van de wet van Lambert-Beer wordt beperkt door chemische en
instrumentele factoren. Redenen voor deze niet-lineariteit kunnen zijn:
• afwijkingen in absorptiecoëfficiënten bij hoge concentraties (meer dan
p. 5/107
0.01 M) door elektrostatische interacties tussen moleculen die dicht
opeengepakt zijn
• reflectie van licht veroorzaakt door deeltjes in het staal
• fluorescentie of fosforescentie van het staal
• veranderingen in de brekingsindex bij hoge concentraties van het staal
• verschuivingen in het chemisch evenwicht in functie van de concentratie
van het staal
• niet-monochromatische straling: afwijkingen kunnen geminimaliseerd
worden door het gebruik van een relatief vlak deel van het
absorptiespectrum, zoals het maximum van een absorptieband
• verstrooid licht
1.3 Absorptiespectrum en ijklijn
Het absorptiespectrum wordt verkregen door de absorbantie A te meten bij
verschillende golflengten (scan een golflengtegebied af) met behulp van een
spectrofotometer. Uit het absorptiespectrum kan de λmax en bij gekende
concentratie de ελ (meestal εmax) afgeleid worden. Bij concentratiebepalingen
wordt de absorbantie gemeten bij de λmax omdat:
• een kleine afwijking bij het instellen van de λmax het kleinste verschil in
absorbantie geeft, daar de top van de curve min of meer vlak is (over een
klein golflengte-interval).
• de gevoeligheid er het grootst is
• (in geval van interferentie kan ook een andere golflengte gekozen worden)

Een colorimetrische concentratiebepaling omvat gewoonlijk:
• De opname van het absorptiespectrum als de λmax niet gekend is (de
concentratie wordt zo gekozen dat 0.15 < A (λmax) < 0.9).
• De constructie van een ijklijn (absorbantie A in functie van de concentratie
c) door bij λmax de absorbanties te meten voor minstens 2 of 3 verschillende
gekende concentraties (standaardoplossingen). Door de bekomen punten
met inbegrip van de oorsprong moet een rechte (ijklijn) kunnen getrokken
worden. Een afbuiging van de rechte bij hogere concentraties wijst erop
dat de wet van Lambert en Beer niet langer geldig is.
• De concentratie van een onbekende oplossing cx kan uit de grafiek afgeleid
worden door meting van Absorbantie Ax zoals geïllustreerd in de
onderstaande figuur.
A
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
475 485 495 505 515 525
golflengte (nm)
1.4 Keuze van de concentraties
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
concentration (ppm)
Wegens het exponentieel (logaritmisch) karakter van de wet van Beer is de
relatieve fout op de concentratiebepaling beter dan 2 % voor transmissies
tussen 13 en 70 % of absorbanties tussen 0.15 en 0.90, maar nemen buiten
deze limietwaarden de fouten snel toe.
p. 6/107

De concentraties van ijk- en onbekende oplossingen dienen, indien mogelijk,
zo gekozen te worden dat de gemeten absorbanties in het gunstige gebied
vallen (waar de fout het kleinst is)!
p. 7/107
relatieve fout (%)
10
2 Apparatuur
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Alle spectrometers bestaan uit een lichtbron (waterstoflamp om UV licht op te
wekken en wolfraamlamp voor het zichtbare deel van het spectrum), een
monochromator, een staal-cel, een detector en een recorder. Alle lenzen,
prisma’s, cuvetten en dergelijke zijn van kwarts gemaakt omdat, voor λ < 350
nm, glas de straling absorbeert.
Bij spectrometers maakt men een onderscheid tussen de enkel- en de
dubbelstraalspectrometer. Een enkelstraalspectrometer laat toe de
absorptiewaarde direct af te lezen bij een gekozen golflengte. Wanneer men
met een enkelstraaltoestel het volledig spectrum wenst af te lopen, dient men
telkens de hele optiek voor elke golflengte in te stellen. Dubbelstraalspectro-
meters laten toe deze spectra automatisch op te nemen. Een beschrijving en
gebruikershandleiding is beschikbaar bij de verschillende toestellen.
Colorimeter is de veelgebruikte term voor het eenvoudige toestel dat
uitsluitend in het zichtbare gebied werkt.
A

3 Colorimetrische bepaling van ijzer
3.1 Inleiding
De analyse van Fe-ionen in een waterige oplossing is op zich niet eenvoudig
omdat Fe 3+ in oplossing hydrolyseert en polymeren vormt. Daarom is een
ijzeroplossing in het begin zo goed als kleurloos en zal de oplossing als
gevolg van de polymerisatie steeds geler worden. Alhoewel een zuur milieu
deze reaktie onderdrukt (hoe meer H + in oplossing, hoe minder OH - deze
bevat) zal de reaktie zelfs onder dergelijke omstandigheden toch kunnen
doorgaan. In deze proef zullen we het ijzer eerst omzetten tot een stabiel
gekleurd complex waarvan de concentratie met UV/VIS spectrofotometrie
bepaald kan worden. Het ion Fe 2+ zal dergelijke reakties minder snel
ondergaan.
Fe
Fe
3+
3+
2Fe
+ H O → FeOH
3+
2
2+
+ 2H
O → Fe(
OH)
2
2
2
+ H
+
2
+ 2H
O → Fe ( OH)
3.2 Reagentia
3.2.1 IJzeroplossing
+
+ 2H
6+
2
+
In een maatkolf van 1 liter wordt eerst 1 ml H2SO4 toegevoegd. Pas daarna
voegt men de nodige hoeveelheid Mohr’s zout - Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O - toe.
Het zout wordt met gedeïoniseerd water aangelengd. Het zuur dient om de
hydrolyse van Fe 3+ tegen te gaan. Als men eerst het zout aanlengt met water
en pas daarna het zuur toevoegt heeft de hydrolysereaktie reeds
plaatsgegrepen! Tijdens de de verdunning mag de pH nooit boven de 1.5 en 2
stijgen. Voeg tijdens het verdunnen regelmatig voldoende H2SO4 toe zodat de
pH van de oplossing ongeveer 1 bedraagt.
p. 8/107

3.2.2 Orthofenantroline hydrochloride (0.1 – 0.5% in water)
Indien er geen orthofenantroline oplossing meer aanwezig is, brengt men 0.1
à 0.5 g in een maatkolf van 100 ml. Leng het zout aan met gedeïoniseerd water
tot aan de ijkstreep. Het ion Fe 2+ ondergaat een complexatiereaktie met drie
moleculen 1,10-fenantroline. Dit complex heeft een oranje kleur.
Orhtofenantroline is dus verantwoordelijk voor de kleurreaktie.
Fe 2+
p. 9/107
+ 3
N N N N
3.2.3 Hydroxylamine (5% in water)
3
Fe 2+
Indien er geen hydroxylamine (HO-NH2) oplossing meer aanwezig is, brengt
men 5 g in een maatkolf van 100 ml. Leng het zout aan met gedeïoniseerd
water tot aan de ijkstreep. De Fe 3+ ionen worden met hydroxylamine (of
hydrochinon) tot Fe 2+ gereduceerd. Alleen Fe 2+ zal met orthofenantroline
reageren.
Fe
3+
+ e
−
→ Fe
2+
3.2.4 Natriumacetaat (10 – 20% in water)
Indien er geen natriumacetaat oplossing meer aanwezig is, brengt men 10 à 20
g in een maatkolf van 100 ml. Leng het zout aan met gedeïoniseerd water tot
aan de ijkstreep.

3.3 Bereiding van de oplossingen
Maak van de stockoplossing een verdunningsreeks van drie oplossingen. De
uiteindelijke Fe-concentratie dient tussen 0.5 en 5 ppm te liggen. Van de
verdunde oplossingen pipetteert men 10 ml in een maatkolf van 50 ml. Voeg
toe met een pipet: 5 ml 0.1% orthofenantroline oplossing, 2 ml 5%
hydroxylamine oplossing en vervolgens een hoeveelheid 10% NaAc om de
pH op ongeveer 4 te brengen. (Controleer met een universeel indicator
papier). Deze pH is nodig om de kleurreaktie te laten doorgaan. Leng aan tot
de ijkstreep en laat 1 uur staan zodat de reductiereaktie van Fe 3+ tot Fe 2+
volledig kan doorgaan en het gereduceerde ijzer kan complexeren. Bereid
tegelijkertijd de onbekende (10 ml onbekende) en de blanco (10 ml
gedeïoniseerd water) op identieke wijze.
3.4 Opstellen van de ijklijn
Neem tussen 400 nm en 600 nm het UV/VIS spectrum op van de sterkst
gekleurde standaardoplossing en bepaal de golflengte waar de absorbantie
van de oplossing maximaal is. De verdunningsreeks wordt gemeten bij de
golflengte van maximale absorbantie. De ijklijn wordt via lineaire regressie
bepaald met het programma Excel. Bepaal via de ijklijn de concentratie van de
onbekende. Als de absorbantie van de onbekende te groot blijkt te zijn omdat
deze te geconcentreerd is, moet je de onbekende eerst verdunnen. Vergeet
echter niet rekening te houden met de verdunningsfactor als je de
uiteindelijke concentratie berekent.
p. 10/107

3.5 Gebruik van de kuvetten
Reiniging: de twee doorschijnende zijden waar het licht doorgaat moeten
p. 11/107
zeer droog en zuiver zijn tijdens de meting. Er mogen geen
vlekken of strepen op het oppervlak aanwezig zijn (belangrijke
foutenbron) Het schoonmaken dient bij voorkeur te gebeuren met
een speciaal lenspapier of een zachte doek om krassen te
vermijden. Hou er rekening mee dat de lichtbundel door de kuvet
volgens de lengterichting van het toestel.
Vulling: spoel de zuivere kuvetten eerst enkele malen voor met de te
meten vloeistof. Vul ze tot ongeveer 1 cm onder de bovenrand. Er
mogen geen luchtbellen aan de binnenwand achterblijven.
Na gebruik:reinig de kuvetten na gebruik onmiddellijk met gedeïoniseerd
water.

4 Simultane bepaling van Co(II) en Cr(III) in een mengsel
4.1 Beschrijving van de proef
Wanneer een oplossing twee gekleurde substanties bevat, beïnvloedt de ene
component dikwijls de lichtabsorptie-eigenschappen van de andere.
Interacties tussen de absorberende deeltjes leiden tot wijzigingen in de
ladingsverdeling, waardoor kleine veranderingen in de absorptiefrequenties
kunnen optreden. In deze gevallen is een eenvoudige spectrofotometrische
bepaling op basis van de additiviteit der absorbanties van de individuele
componenten onmogelijk.
In vele gevallen is er echter geen interactie tussen de verschillende
componenten en geen beïnvloeding van de absorptiekarakteristieken zodat de
absorbanties additief zijn. In dergelijke gevallen is de totale absorbantie van
het mengsel exact gelijk aan de som der absorbanties van individuele
monocomponent-oplossingen met dezelfde concentraties als in het mengsel.
Dit wordt hier geïllustreerd aan de hand van een oplossing die zowel Cr(III)
als Co(II) bevat.
Het verband tussen absorbantie en concentratie wordt in bepaalde
omstandigheden (monochromatisch licht, relatief lage concentraties (

A
i
=
n
∑
j=
1
p. 13/107
ε ⋅C
ij
j
De index j verwijst naar de component en index i naar de gebruikte
golflengte. De molaire absorbantie ε is dus afhankelijk van de component en
van de golflengte waarbij gemeten wordt.
Voor een mengsel van 2 componenten (Co 2+ en Cr 3+ ) geldt meer specifiek:
A = ε ⋅C
+ ε ⋅C
bij golflengte i = 1
1
2
11
21
1
1
12
22
2
A = ε ⋅C
+ ε ⋅C
bij golflengte i = 2
2
Elke molaire absorbantie ε kan berekend worden uit de respectievelijke ijklijn
ontstaan uit een standaardreeks gemeten bij een bepaalde golflengte voor een
specifieke component. Vervolgens kan na meting van de absorbanties A1 en
A2 van het mengsel en stelsel van 2 vergelijkingen met 2 onbekenden opgelost
worden waaruit de concentraties C1 en C2 voortvloeien:
ε
⋅ A − ε ⋅ A
22 1 12 2
C 1 =
en
ε 11 ⋅ε
22 − ε 12 ⋅ε
21
4.2 Reagentia
4.2.1 Cr 3+ -standaardoplossingen
2
ε 11 ⋅ A2
− ε 21 ⋅ A1
=
ε ⋅ε
− ε ⋅ε
Bereken de theoretische hoeveelheid Cr(NO3)3.9H2O nodig om 250 ml 0.05 M
te bereiden. Weeg ongeveer deze berekende hoeveelheid af (noteer duidelijk
de exact afgewogen waarde tot op 0.1 mg nauwkeurig), breng deze materie
kwantitatief over in een maatkolf van 250 ml, laat oplossen en leng exact aan
tot de ijkstreep. Bereken de exacte molariteit (3 beduidende cijfers) van de
bekomen oplossing.
C
11
22
12
21

Bereid vanuit de 0.05M-Cr-oplossing 4 Cr 3+ -oplossingen met concentraties
begrepen tussen 0.01 en 0.04 M. Gebruik hiervoor maatkolven van 50 ml. Je
kan hiervoor pipetten gebruiken met een exact gekend pipeteervolume.
4.2.2 Co 2+ -Standaardoplossingen
Bereid op analoge wijze, uitgaande van Co(NO3)2.6H2O, 250 ml 0.2M Co-
standaardoplossing.
Bereid op analoge wijze van hieruit 4 standaardoplossingen met concentraties
begrepen tussen 0.03 en 0.15 M.
4.3 Procedure
Voor het meten van de UV-spectra: ZIE UV-BIJLAGE.
4.3.1 Absorptiespectra
1. Pipetteer 20 ml van de 0.05M Cr 3+ -standaardoplossing in een maatkolf van
50 ml en leng aan tot de ijkstreep. Registreer een absorptiespectrum tussen
λ = 375 nm en λ = 625 nm. Afhankelijk van het UV-toestel kan je dit
volledig automatisch (continue spectrum) of manueel (door telkens de
golflengte te veranderen met sprongen van 5 nm).
2. Bepaal het absorptiespectrum op analoge wijze voor de 0.2 M Co 2+ -
standaardoplossing.
3. Bepaal het absorptiespectrum op analoge wijze voor het onbekende
Cr 3+ /Co 2+ -mengsel. Er moeten 3 maxima aanwezig zijn.
4.3.2 Opstellen ijklijnen + meten onbekende
1 Meet rechtstreeks de absorbanties van de Cr en Co-standaardoplossingen
bij de 3 relevante golflengten.
2 Zet in Excel de gemeten absorbanties uit in funktie van de concentratie
voor elk van de 3 golflengten.
p. 14/107

3 Bereken de molaire absorbantie ελ voor Cr 3+ en Co 2+ bij elk van de 3
p. 15/107
golflengten.
4 Verifieer de geldigheid van de wet van Beer in het beschouwde
concentratiegebied (lineair voor elke standaardreeks bij elke golflengte?).
5 Ga na, rekening houdend met de geldigheid van Beer en rekening
houdend met de absorbanties ελ welk golflengtepaar het best kan
gebruikt worden voor de bepaling van de individuele Cr 3+ en Co 2+
concentraties van het mengsel. Kies dit paar zodanig dat bij golflengte i =
1 de ene component maximaal absorbeert (grootste ελ) en de tweede
minimaal (kleinste ελ) . Bij golflengte i = 2 geldt het omgekeerde.
6 Meet de absorbantie van de onbekende oplossing bij de 2 gekozen
golflengten en bepaal de concentratie van Co 2+ en Cr 3+ (in molair) met
behulp van de boven vermelde formules.
4.3.3 Opmerkingen
1 Cobalt en chroom zijn ‘ZEER GIFTIGE’ produkten. Kijk dus bij het
afwegen zeer goed uit dat je niet morst. Gebeurt dit toch, laat dan alles
proper achter (laat de balans en alles errond proper achter). Laat de potjes
Co en Cr-zout niet te lang open staan.
2 Pipetteer NOOIT met de mond maar gebruik de voorziene pipetperen!
3 Maak geen krassen op de UV-kuvetten. Dit beïnvloedt de meting.
4 Werk met de nodige voorzichtigheid met de UV-toestellen. Er zitten
uitgelijnde spiegels in die zeer gevoelig zijn.

5 Colorimetrische titratie van Ca(II) en Cu(II) met EDTA
5.1 Beschrijving van de proef
Bij colorimetrische titraties wordt de absorbantie– of transmissieverandering
van een oplossing gemeten in funktie van het volume reagens dat wordt
toegevoegd. Het ontstaan of verdwijnen van een absorberende specie zal een
of, meer algemeen, een concentratieafhankelijke verandering van de
absorbantie tot gevolg hebben. In de titratiecurve worden aldus een aantal
lineaire stukken verkregen, waarvan het snijpunt overeenkomt met het
equivalentiepunt. De keuze van de analytische golflengte dient met de
grootste zorg te gebeuren daar minstens 3 componenten licht kunnen
absorberen, nl. het te bepalen bestanddeel (X), het Titrant (T) en de
resulterende reactieprodukten (P) (X + T → P).
In het algemeen kiest men de titratiegolflengte zodanig dat het
absorbantieverschil van de beschouwde species voor en na het
equivalentiepunt maximaal is. Indien mogelijk zal men een golflengte kiezen
waarbij slechts één van de reactiepartners absorbeert. Typische
colorimetrische titratiecurven zijn weergegeven in onderstaande figuren:
A
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Figuur 1.
0 10 20
volume (ml)
A
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Figuur 2.
0 10 20
volume (ml)
Fig. 1: X en P absorberen beiden Fig. 2: X en T absorberen beiden
p. 16/107

A
A
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
p. 17/107
Figuur 3.
0 10 20
volume (ml)
Figuur 5.
0 10 20
volume (ml)
A
A
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Figuur 4.
0 10 20
volume (ml)
Figuur 6.
0 10 20
volume (ml)
Fig. 3: Enkel T absorbeert Fig. 4: Eén of meerdere reactieprodukten
absorberen
Fig. 5: P en T absorberen en εT > εp
Fig. 6: P en T absorberen en εp > εT
Voor optimale precisie bij een colorimetrische titratie is het noodzakelijk dat
de gemeten species in voldoende mate de wet van Beer volgen, waarbij
lineaire stukken in de titratiecurven verkregen worden.
Het principe van de colorimetrische titratie wordt hier geïllustreerd aan de
hand van een experiment waarbij Ca 2+ en Cu 2+ naast mekaar in een mengsel
worden bepaald door titratie met EDTA (een complexvormer).
5.2 Reagentia
5.2.1 Ca 2+ -standaardoplossingen
Bereken de theoretische hoeveelheid CaCl2.2H2O nodig om 100 ml 0.05 M Ca-
standaard te bereiden. Weeg ongeveer deze berekende hoeveelheid af (noteer
duidelijk de exact afgewogen waarde tot op 0.1 mg nauwkeurig), breng deze
materie kwantitatief over in een maatkolf van 100 ml, laat oplossen en leng

exact aan tot de ijkstreep. Bereken de exacte molariteit (3 beduidende cijfers)
van de bekomen oplossing.
5.2.2 Cu 2+ -Standaardoplossingen
Bereid op analoge wijze, uitgaande van Cu(NO3)2.3H2O, 100 ml 0.05 M Cu-
standaardoplossing.
5.2.3 Titrant: EDTA
Bereken de theoretische hoeveelheid Na2EDTA.2H2O nodig om 100 ml 0.25 M
te bereiden. Weeg ongeveer deze berekende hoeveelheid af (noteer duidelijk
de exact afgewogen waarde tot op 0.1 mg nauwkeurig), breng deze materie
kwantitatief over in een maatkolf van 100 ml. Voeg ongeveer 75 ml water toe
en schud tot het EDTA is opgelost. Lukt dit niet, voeg dan ‘enkele’ korrels
vast NaOH toe om het oplossen te bevorderen. Leng aan tot de ijkstreep en
homogeniseer de oplossing. Bereken de exacte molariteit (4 beduidende
cijfers) van deze EDTA-oplossing.
5.2.4 Ethanolamine-buffer (pH=10)
Deze dient zelf aangemaakt te worden indien niet voorradig: voeg 200 ml
ethanolamine en 50 ml 6M HCl samen in een maatkolf van 1 liter en leng aan.
5.3 Procedure
Keuze van de Analytische golflengte.
5.3.1 Oplossingen
Oplossing 1: Cu 2+ + buffer
Pipetteer 10 ml Cu-standaardoplossing in een maatkolf van 50 ml. Voeg
25 ml ethanolamine-buffer toe. Leng aan tot de ijkstreep en
homogeniseer de oplossing.
p. 18/107

Oplossing 2: Cu 2+ + buffer + EDTA
p. 19/107
Pipetteer 10 ml Cu-standaardoplossing in een maatkolf van 50 ml. Voeg
10 ml EDTA 0.25 M (dit is een overmaat) en 25 ml ethanolamine-buffer
toe. Leng aan tot de ijkstreep en homogeniseer de oplossing.
Oplossing 3: Ca 2+ + buffer
Pipetteer 10 ml Ca-standaardoplossing in een maatkolf van 50 ml. Voeg
25 ml ethanolamine-buffer toe. Leng aan tot de ijkstreep en
homogeniseer de oplossing.
Oplossing 4: Ca 2+ + buffer + EDTA
Pipetteer 10 ml Ca-standaardoplossing in een maatkolf van 50 ml. Voeg
10 ml EDTA 0.25 M (dit is een overmaat) en 25 ml ethanolamine-buffer
toe. Leng aan tot de ijkstreep en homogeniseer de oplossing.
5.3.2 Opname van de absorptiespectra
1. Registreer een absorbantiespectrum voor oplossingen 1 en 2 tussen 650 en
800nm. Afhankelijk van het UV-toestel kan je dit volledig automatisch
(continue spectrum) of manueel (door telkens de golflengte te veranderen
met sprongen van 10 nm behalve tussen 740 en 770 nm (sprongen van 5
nm)). Bepaal de golflengte waarbij het absorbantieverschil tussen het Cu 2+ -
ethanolamine-complex en het Cu 2+ -EDTA complex het grootst is. Deze
golflengte is de meest geschikte voor de colorimetrische titratie van Cu 2+
met EDTA.
2. Ga de invloed na van Ca 2+ en Ca 2+ -EDTA complex door bij deze
geselecteerde golflengte de absorbantie te meten van oplossing 3 en 4.
3. Verklaar hoe Ca 2+ naast Cu 2+ kan getitreerd worden alhoewel noch Ca 2+ ,
noch het Ca 2+ -EDTA complex licht van deze golflengte absorberen!

5.3.3 Titratie van Ca 2+ en Cu 2+
1. Blanco-oplossing
Pipeteer 10 ml onbekende Ca 2+ - Cu 2+ oplossing in een maatkolf van 50 ml.
Voeg met een pipet 25 ml ethanolaminebuffer toe en leng aan tot de
ijkstreep met water. Vul een kuvet met deze blanco-oplossing.
2. Titratie-oplossing
Pipeteer 20 ml onbekende Ca 2+ - Cu 2+ oplossing in een ‘DROGE’ beker van
250 ml. Voeg met een pipet exact 50 ml ethanolaminebuffer en 30 ml
gedistilleerd water toe. Spoel een kuvet een drietal maal voor met deze
oplossing.
LET OP: Zorg er voor niet te morsen!!! Gebruik een zuivere gegradueerde
pipet van 5 ml of een micropipet. Breng nadien alle wasvloeistof zo
kwantitatief mogelijk terug over in de beker van 250 ml.
3. Vul de voorgespoelde kuvet met de oplossing en meet de absorbantie tov
de blanco-oplossing bij de optimale golflengte (voordien bepaald).
BELANGRIJK: Breng nadien de vloeistof in de kuvet kwantitatief over in
de beker van 250 ml!
4. Titreer de oplossing vervolgens met de 0.25 M EDTA-oplossing. Voeg de
titervloeistof toe met een buret in porties van ongeveer 0.5 ml (noteer exact
hoeveel telkens wordt toegevoegd). Ga hierbij steeds tewerk zoals
hierboven beschreven voor de ongetitreerde oplossing (kuvet enkele
malen voorspoelen met de oplossing uit de beker en na de UV-meting alle
vloeistof terug overbrengen in de oorspronkelijke oplossing). Titreer tot
enkele ml na het 2e equivalentiepunt.
5.3.4 Interpretatie van de gegevens
Geef de titratiecurve in in Excel. Bereken de vergelijkingen van de 3 rechten
(dit kan rechtstreeks in Excel), bereken hun snijpunten. Welk snijpunt komt
overeen met het equivalentiepunt van Ca 2+ , welk met het equivalentiepunt
van Cu 2+ ? Bereken de concentratie (molariteit) van beide componenten.
p. 20/107

Opmerkingen:
• UV-metingen: Zie bijlage UV.
• Kijk bij het afwegen zeer goed uit dat je niet morst. Gebeurt dit toch, laat
p. 21/107
dan alles proper achter (laat de balans en alles er rond proper achter) en
sluit onmiddellijk na afwegen de produktpotjes.
• Pipetteer NOOIT met de mond maar gebruik de voorziene pipetperen!
• Maak geen krassen op de UV-kuvetten. Dit beïnvloedt de meting.
• Werk met de nodige voorzichtigheid met de UV-toestellen. Er zitten
uitgelijnde spiegels in die zeer gevoelig zijn.

6 Bepaling van fosfaat met FIAS-UV/Vis spectrofotometrie
6.1 Het ‘flow-injection analytical system’ (FIAS)
Bij gewone spectrofotometrische bepalingen wordt de kleur, nodig voor de
analytische bepalingen, ontwikkeld in een maatkolf buiten het toestel; als het
analyt niet zelf gekleurd is, gebeurd de kleurvorming door reactie van het
analyt met een geschikt kleurreagens. Wanneer de kleurontwikkeling
optimaal is, zal de laborant volgende handelingen moeten uitvoeren:
1. de cuvet van de spectrofotometer vullen met deze oplossing
2. de buitenkant van de cuvet drogen
3. de cuvet in de spectrofotometer plaatsen
4. de oplossing meten
5. de cuvet uit het toestel nemen
6. de cuvet spoelen voor de volgende meting
Deze handelswijze is tijdrovend en verbruikt grote hoeveelheden monster en
reagentia. Bovendien is er steeds een risico van contaminatie.
Een andere mogelijkheid is het gebruik van een flow injection analytical
system (FIAS) in combinatie met een doorstroomcel.
6.1.1 Principe
Een gekende reproduceerbare volume van een vloeistof wordt geïnjecteerd in
een continu stromende vloeistofstroom (carrier). Het geïnjecteerde
monstervolume wordt verplaatst door de carrier als een band en ondergaat
axiale en laterale dispersie processen, zowel als chemische diffusie. Indien er
op een bepaald punt reagentia worden toegevoegd zal er reactie optreden
tijdens het transport. Ieder monsterinjectie zal bijgevolg dezelfde fysische en
chemische processen ondergaan en kan als dusdanig in een meettoestel
gebracht worden om een signaal te meten. Het gebruik van een FIAS heeft als
p. 22/107

voordeel dat de monstervoorbereiding en het inbrengen van de te meten
oplossing in een toestel automatisch gebeurt. Dit heeft belangrijke voordelen:
• volledig automatische analyses
• hoge monsterverwerkingscapaciteit
• laag monster verbruik
• laag reagentia verbruik
• minder chemisch afval
• automatische monstervoorbereiding
• minder grote geheugeneffecten
• minder contaminatie
• een groter dynamische gebied door het gebruik van verschillende
p. 23/107
monstervolumes
• minder interferenties
6.1.2 Toepassingen
Mogelijke toepassingen van FIAS zijn:
• bepaling van vluchtige metalen via hydridevorming met behulp van
A.A.S.
• bepaling van kwik met behulp van A.A.S.
• automatische verdunning
• analyse van sterk geconcentreerde oplossingen bij vlam-A.A.S.
• preconcentratie
• speciatie
• automatische kleurreactie en kwantitatieve bepalingen met behulp van
een spectrofotometer

6.1.3 Schematische werking FIAS-UV
De bedoeling van de proef is om een kwantitatieve bepaling van het
fosfaatgehalte van commerciële meststoffen uit te voeren.
De fosfaatverbindingen die aanwezig zijn in het monster worden door middel
van extractie met verdund salpeterzuur in oplossing gebracht.
Ammoniummolybdaat vormt in zuur milieu met orthofosfaat-ionen en
ascorbinezuur een blauwgekleurde verbinding. De intensiteit van de blauwe
kleur wordt gemeten bij 800 nm en is een maat voor het desbetreffende
fosfaatgehalte.
De volgende reactie doet zich voor:
7 H3PO4 + 12 (NH4)6Mo7O24.4H2O
→ 7 (NH4)3[PO4(MoO3)12] + 51 NH4 + + 51 OH ¯ + 33 H2O
Stap 1: vullen van de sample loop:
In stap 1 werkt enkel
pomp 2. De valve staat
in “Fill” positie.
Tijdens deze stap
wordt de sample loop
gevuld met het
monster. Overtollig
monster gaat naar de
afvalfles.
p. 24/107

Stap 2: kleurreactie en transport naar de spectrofotometer
p. 25/107
Juist voor stap 2
draait de sample
loop en stopt
pomp 2 met
werken. In stap 2
begint pomp 1 te
werken. De
carrier duwt het
monster richting
mengblok.
Hier wordt het monster gemengd met het ascorbinezuur en het
ammoniummolybdaat. Tijdens het transport van de mengblok naar de
meetcel wordt de kleur ontwikkeld en vervolgens wordt de absorptie
gemeten in de spectrofotometer. De valve staat in “Inject” positie.
FIAS programma:
Step Time Pomp1 Speed Pomp2 Speed Valve-positie
Prefill 5 sec. 0 120 Fill
1 5 sec. 0 120 Fill
2 55 sec. 40 0 inject

Mengblok Meetcel
6.2 Colorimetrische bepaling van fosfaat
6.2.1 Inleiding
Anorganische fosfaat vormt een ammonium fosfaat-molybdaat complex met
de formule (NH4)3[PO4(MoO3)12] in zuur milieu. De snelheid van de vorming
van de blauwe kleur is niet alleen afhankelijk van de concentratie van het
ascorbinezuur en het ammoniummolybdaat, maar ook van de
zuurconcentratie.
Alvorens je begint met de bereiding van je oplossingen vraag je de assistent
om de FIAS en de spectrofotometer aan te zetten, zodat de VIS lamp kan
opwarmen.
6.2.2 Benodigdheden en producten
6.2.2.1 Glaswerk
• 10 maatkolven van 100 ml
• 2 maatkolven van 250 ml
• 1 maatkolf van 1000 ml
p. 26/107

• 3 bekers van 100 ml
• 1 beker van 250 ml
• 1 micropipet van 200-1000 µl met een zak blauwe tips.
• Glazen pipetten van 5, 10 en 25 ml
• Veiligheidspeer
6.2.2.2 Oplossingen
Reagentia:
• ammoniumheptamolybdaat
• ascorbinezuur
• kaliumdiwaterstoffosfaat
• ammoniumhydroxide p.a.
• salpeterzuur p.a.
Bereid de volgende oplossingen:
• 0.02 M ammoniummolybdaat: los 6.25 g ammoniumheptamolybdaat (
p. 27/107
(NH4)6Mo7O24.4H2O) op in 150 ml osmose water. Voeg 35 ml
geconcentreerd salpeterzuur toe en leng aan tot 250 ml.
• 0.5% ascorbinezuur: los 1.25 gram ascorbinezuur op in 250 ml osmose
water.
• 1000 ppm fosfaat standaard: Weeg een geschikte hoeveelheid KH2PO4
nauwkeurig af en los op in 1000 ml osmose water.

Maak van de 1000 ppm fosfaat standaard een verdunningsreeks van vijf
standaarden. De uiteindelijke fosfaat concentratie dient tussen 0 en 100
ppm te liggen.
• Ammoniumhydroxide: verdun 5 ml geconcentreerd ammoniumhydroxide
tot 100 ml met osmose water.
6.2.3 Extractie van het monster
Van de assistent krijg je een monster. Dit monster is een meststof in de vorm
van een voedingstaafje of in korrelvorm. Weeg ongeveer 250 mg voor een
staafje of 1 gram meststof in korrelvorm nauwkeurig af in een 250 ml beker.
Voeg 25 ml osmose water en 2 ml geconcentreerd salpeterzuur toe en
verwarm gedurende 20 minuten (stand 3) tot juist onder het kookpunt. De
beker mag nooit minder dan 10 ml oplossing bevatten, voeg eventueel enkele
milliliter water toe. Voeg nogmaals 20 ml osmose water toe aan het residu en
verwarm verder gedurende 20 minuten, laat de oplossing afkoelen, filtreer
door een Whatman 41 filter, spoel de filter driemaal met 10 ml water en leng
aan tot 100 ml. (tijd +/- 60 minuten).
Alvorens de beker terug in de kast te plaatsen, spoelt men deze grondig uit
met osmose water. Indien er een film in de beker achterblijft moet men deze
verwijderen met een vochtige Kleenex alvorens na te spoelen.
p. 28/107

6.2.4 Opstellen van de ijklijn
Duw op de blauwe toets ↓ van de spectrofotometer tot Time scan.
Controleer of de volgende parameters juist zijn ingesteld.
Data mode: ABS Wavelength (nm) 800.0
Upper scale 1.000 Lower scale 0.000
Initial delay(sec)0 Scan time (sec) 60
Display format Sequential Baseline System
Response Medium WI lamp On
D2 lamp Off Graph print Off
Text print Off List interval (sec) 1.0
Print format (data/line) 1
De schuif van het meetcompartiment van de spectrofotometer moet tijdens
de hele proef volledig gesloten zijn.
Wanneer al je oplossingen klaar zijn vraag je de assistent om de FIAS klaar te
zetten.
Opstellen van een ijklijn:
p. 29/107
1. Steek het darmpje (P2) dat naar de sample loop gaat in je blanco
standaard.
2. Klik op het icoon met het rode darmpje van pump 2 in de Manual
Operation. De sample loop wordt nu gevuld.
3. Wacht tot de sample loop helemaal is gevuld en nog een tiental
seconden langer.
4. Klik terug op het icoon met het rode darmpje. De pomp P2 stopt.
5. Start nu het FIAS programma door op het icoon FIAS On/Off te
klikken. Indien je de opmerking “The argon has not been turned on.
Do you really want to start?” krijgt, klikt dan op OK. Duw op de toets

START van de spectrofotometer op het moment dat de FIAS valve
draait.
6. Wacht tot het icoon FIAS On/Off uit is.
7. Duw op toets 2 ENTER van de spectrofotometer en dan op toets 1
ENTER. De printer print nu de meting uit. Noteer de gemeten waarde
bij ongeveer 25 seconden. Voor de blanco standaard zal het toestel “no
peaks” aangeven. Noteer een absorbantie van 0.000.
8. Meet de oplossing minstens nog tweemaal door op het icoon FIAS
On/Off te klikken zoals hierboven beschreven (vanaf punt 5).
Meet vervolgens de standaarden zoals hierboven beschreven beginnende bij
punt 1.
6.2.5 Meting van het monster
Meet vervolgens je monster, met een geschikte verdunning, zoals hierboven
beschreven beginnende bij punt 1.
Verdun je monster 100 keer met osmose water en meet je oplossing zoals
hierboven beschreven. Indien de absorbantie niet tussen een absorbantie van
0.2 tot 0.8 ligt, pas je de verdunning aan. Voer de meting van je monster
minstens in duplo uit. Dus tweemaal verdunnen en iedere verdunning
driemaal meten.
6.2.6 Berekeningen
Bereken de concentratie aan fosfaat in het monster in procent.
p. 30/107

6.2.7 Bepaling van de detectielimiet
Bereid een standaard van 2.5 ppm fosfaat in osmose water. Meet de absorptie
twintig keer zoals hierboven beschreven. Bereken de detectielimiet en de
kwantitatieve detectielimiet van de methode.
6.2.8 Reinigen van het FIA systeem en de meetcel
1. Laat het FIAS programma eenmaal lopen terwijl alle darmpjes in osmose
p. 31/107
water steken.
2. Laat het FIAS programma eenmaal lopen terwijl alle darmpjes in een
verdunde ammoniumhydroxide oplossing steken, behalve de leiding van
P2 dat je in osmose water houdt.
3. Laat het FIAS programma tweemaal lopen terwijl alle darmpjes in osmose
water steken.
4. Laat het FIAS programma eenmaal lopen terwijl alle darmpjes lucht
aanzuigen.
5. Laat het FIAS programma eenmaal lopen terwijl alle darmpjes lucht
aanzuigen en houdt de meetcel ondersteboven zodat alle vloeistof uit de
meetcel kan vloeien. Plaats de meetcel voorzichtig terug in de
spectrofotometer. Hou er rekening mee dat de lichtbundel door de cuvet
volgens de lengterichting van het toestel gaat.
6. Giet de inhoud van de afvalbeker in de container voor zware metalen en
spoel de beker uit met enkele milliliter ammoniumhydroxide en water.
7. Reinig eventueel gemorste blauwe spatten met een Kleenex gedrenkt in
verdund ammoniumhydroxide. Spoel na.
8. Schakel de spectrofotometer uit en vraag de assistent om de FIAS af te
zetten.

Deel B. Electrochemische methoden
7 Bepaling van F - mbv iongevoelige elektrode
7.1 Beschrijving van de proef
7.1.1 F - -bepaling via een ijklijn
Aan de hand van een reeks standaardoplossingen met een gekende ‘fluoride’-
concentratie wordt de hoeveelheid fluor van een onbekende oplossing en in
tandpasta bepaald.
De potentiaal van deze oplossingen worden gemeten mbv een F - elektrode en
een Ag/AgCl-referentie-elektrode gekoppeld aan een 692 Ionmeter.
Aangezien de potentiaal van een iongevoelige elektrode strikt genomen
evenredig is met het logaritme van de aktiviteit (en niet de concentratie, zie
(1)) dient men ervoor te zorgen dat de ionsterkte van de onbekende oplossing
hetzelfde is als voor alle standaarden. Dit realiseert men door toevoeging van
een TISAB (Total Ionic Strength Adjustment Buffer) met pH=5. Deze buffer
bevat cyclohexylaminedinitrilotetra-azijnzuur en vormt stabiele chelaten met
Fe 3+ en Al 3+ zodat mogelijk aanwezige kationen niet complexeren met F - .
7.1.2 F - -bepaling via standaardadditie
Het kan echter zijn dat de TISAB slechts gedeeltelijk in staat is om de
aanwezige ionen te complexeren,. Het probleem van de verschillende
ionsterkten kan ook opgelost worden door een andere zeer eenvoudige
meetmethode toe te passen, nl. de standaardadditie. Deze methode wordt
veel toegepast voor het bepalen van concentraties in afvalwater. Bij deze
methode wordt een bepaalde hoeveelheid onbekende genomen (waarvan de
oplossing een bepaalde ionsterkte heeft). Door een klein volume van een
gekende standaard bij de onbekende te voegen zal de ionsterkte ongeveer
constant blijven en uit de verandering in potentiaal te meten kan men de
onbekende concentratie berekenen (zie (2)).
p. 32/107

2.
303 × R × T
(1) E 1 = E0
+
× log( a)
Vergelijking van Nernst
n × F
2.
303 × R × T
(2) Eonb = E0
+
× log cx
n × F
(3)
(4)
p. 33/107
E
E
onb+
stand
onb+
stand
= E
− E
0
onb
7.2 Materiaalbeschrijving
7.2.1 Referentie-elektrode
2.
303 × R × T c
+
× log
n × F
V
2.
303 × R × T
=
× log
n × F
x
× V
V
onb
onb
onb
+ c
+ V
stand
stand
c
+ Vs
tan d ×
c
V + V
onb
stand
× V
De Ag/AgCl elektrode is een dubbel junktie-elektrode (Metrohm nr.
6.0726.100 + kabel 6.2106.020) waarvan de binnenste elektrolietbrug (inner)
stand
3M KCl bevat; de buitenste (outer) bevat verzadigd KNO3.
7.2.2 F - elektrode
De constructie van de F - elektrode is in principe analoog aan deze van de
glaselektrode; een inwendige referentie-oplossing met konstante F -
concentratie wordt van de uitwendige oplossing gescheiden door een
lanthaanfluoridemembraan. Dit LaF3-membraan (éénkristal) is gedopeerd met
Europium (II) ter verhoging van de geleidbaarheid. Het type dat hier wordt
gebruikt is van de firma Metrohm nr. 6.0502.150 + kabel 6.2104.020.
De F - elektrode is zeer selectief. Bij metingen dient me er enkel voor te zorgen
dat de pH van de oplossing tussen 5 en 7 wordt gehouden : bij hogere pH
interfereren OH - ionen, bij lagere pH worden F - ionen gecomplexeerd door H +
en dus niet meer gedetecteerd.
x
stand

7.2.3 Ionmeter
7.3 Reagentia
Fluoride-standaard (stockoplossing)
TISAB IV
Potentiaalmetingen worden uitgevoerd mbv de
‘Metrohm 692 pH/ion Meter’ en heeft een
nauwkeurigheid van 0.1 mV.
Een plastiek fles (F - etst glas) is beschikbaar met een F - concentratie van
rond de 1000 ppm (exacte concentratie staat op de fles) is aanwezig.
Opgepast want NaF is toxisch en irritant!
Los 58g NaCl op in 500 ml gedestilleerd water. Voeg 5 g Complexon IV
toe en los op door additie van 8M NaOH-oplossing. Voeg 57 ml ijsazijn
toe (in de trekkast!!!) en breng de pH op 5.5 met 8 M NaOH (de pH kan
gemeten worden met de pH-meter van de opstelling voor de bepaling
van CO3 2- ). Leng aan tot exact 1 liter en bewaar in een plastiek fles.
7.4 Procedure
7.4.1 Extractie van fluoride uit tandpasta
• Weeg nauwkeurig 1 gram tandpasta af in een 50 ml polyethyleen
centrifugeerbuis.
• Voeg 4 ml osmose water en 2 ml geconcentreerd waterstofchloride p.a. toe
en homogeniseer.
p. 34/107

• Plaats de afgesloten centrifugeerbuis in een warmwaterbad van 80oC
p. 35/107
gedurende 30 minuten. Schud de centrifugeerbuis na 15 minuten.
• Laat het extract afkoelen, breng de inhoud over in een 100 ml maatkolf en
leng aan met osmose water. Tijdens de extractie kan men reeds de ijklijn
opstellen.
7.4.2 Extractie van fluoride uit tandpasta
• Bereid vanuit de stockoplossing een 5-tal standaardoplossingen tussen 1
en 1000 ppm F- (mg/l F-).
• Pipetteer 25 ml standaardoplossing en 25 ml TISAB in een smalle hoge
beker en meet telkens de potentiaal (zachtjes roeren ondertussen). Begin
met de minst geconcentreerde oplossing. Wacht voldoende lang om de
elektroden te laten stabiliseren, meestal 15 minuten.
• Meet op dezelfde wijze de pontentiaal van de onbekende waterige
oplossing Eonb. Voeg vervolgens een zeer klein volume toe (bv 250
microliter van 1000 ppm fluor stockoplossing, gebruik micropipet!) aan de
onbekende en meet de potentiaal Eonb+stand.
• Herhaal voor het extract van de tandpasta (verdun het extract eerst
vijfmaal). Indien voldoende tijd overblijft kan men nog een tweede meting
uitvoeren voor beide onbekenden.
• Construeer een ijklijn in Excel met een logaritmisme concentratieschaal,
bepaal het lineair gebied en bereken de concentratie van de onbekende
oplossing en voor de tandpasta in ppm.
• Voor de standaardadditie kan men uit de Nernst vergelijkingen de
onbekende concentratie berekenen voor beide onbekenden.

7.5 Opmerkingen
1. Spoel beide elektroden af met gedistilleerd water na iedere meting.
2. De elektrode mag enkel droog gemaakt worden met Kleenex, maar kijk
steeds uit !
Wrijf nooit met kracht over het membraan ! ! !
3. Kijk na of er voldoende vloeistof in de referentie-elektrode (inner en
outer) zit.
4. Spoel de referentie-elektrode na de analyse af met gedistilleerd water.
Als de referentie-elektrode niet wordt gebruikt moet ze bewaard
worden in een oplossing van 3M KCl.
5. Spoel de F-elektrode na de analyse af met gedistilleerd water. Als de
elektrode niet wordt gebruikt moet ze in een oplossing van 1000 ppm
fluoride bewaard worden.
6. Gebruik verantwoorde hoeveelheden van de stock-oplossing.
7. Kijk na of de elektroden diep genoeg steken tijdens de meting. Gebruik
best een smalle en diepe beker.
8. Alle standaarden en monsters moeten gemeten worden bij dezelfde
temperatuur. Een verschil van 1°C geeft een fout van 2% op de meting.
p. 36/107

8 Bepaling van de carbonaathardheid in water
8.1 Beschrijving van de proef
Potentiometrische titraties omvatten de meting van de potentiaal (of pH) van
een geschikte indicatorelektrode in functie van het volume van de
titervloeistof. Deze titraties zijn meer betrouwbaar dan titraties met chemische
indicatoren en dit vooral bij gekleurde of troebele oplossingen. Bovendien
kunnen zij gemakkelijk geautomatiseerd worden wat hier geïllustreerd wordt.
De eindpuntdetectie van de titratie kan ingesteld worden. Als een bepaalde
waarde van de eerste of tweede afgeleide van de potentiaal/volume curve
wordt overschreden stopt de titratie.
In deze proef wordt CO3 2- automatisch getitreerd met 0.1 M HCl.
8.2 Materiaalbeschrijving.
8.2.1 Een computergestuurde buret (665 Dosimat, Metrohm)
De buret bestaat uit een pomp + opzetstuk. De dosimat werkt met een
resolutie van 10000 pulsen per buret volume (een buret van 20 ml heeft dus
een resolutie van 0.002 ml). Het volume van het opzetstuk wordt automatisch
door de computer herkend. De functies ‘Fill’, ‘Clear’, ‘Go’ en ‘Dos Rate’
kunnen zowel manueel (op de buret) als automatisch (via de PC) geactiveerd
worden.
8.2.2 Een pH glaselektrode van Metrohm nr. 6.0202.100 + kabel nr.
p. 37/107
6.2104.020
Dit is een gecombineerde glaselektrode met ingebouwde Cl - referentie. Deze
elektrode bestaat uit een dun bolvormig uitgeblazen membraan van een
speciale glassoort (72% SiO2, 22% Na2O, 6% CaO) gevuld met een oplossing
van constante pH (HCl + KCl) waarin een referentie-elektrode is gedompeld
(inwendinge referentie). Tussen het gehydrateerde glasoppervlak en de

oplossing stelt zich een evenwichtstoestand in via ionuitwisseling waarbij
metaalionen van het glas (meestal Na + ) uitgewisseld worden voor H + ionen
van de oplossing en vice versa, waarbij een variabel potentiaalverschil
(langsheen het glasmembraan) wordt opgebouwd afhankelijk van de pH van
de oplossing. De potentiaal van een oplossing verandert in funktie van de pH
volgens :
E = E0 + 0.059 log (H + ) = E0 - 0.059 pH (bij 25°C).
Doordat de E0-waarde van de glaselektrode niet constant is in funktie van de
tijd, dient voor nauwkeurige pH-metingen de elektrode regelmatig geijkt te
worden met standaarbuffers. Dit wordt op voorhand gedaan door de
assistenten ! ! !
8.2.3 PC, printer en software
8.3 Procedure
8.3.1 Voorbereiding titratie en opstarten software
1. Zet de PC, scherm en printer aan.
2. Zet de Dosimat (rode knop vanachter) en de pH-meter aan (zwarte knop
vanachter).
3. Verwijder indien nodig luchtbellen in de Dosimat en de plastiek
toevoegpipet door de pipet in een afvalbeker te steken en op ‘Fill’ en ‘Go’
te duwen.
4. Pipetteer exact 25 ml van de onbekende, voeg een magnetisch roerdertje
toe, start met roeren en steek de toevoegpipet in de vloeistof.
5. Start vanuit DOS de titratiesoftware op met het commando: tt.
p. 38/107

8.3.2 Instellen parameters
1. De volgende connector-nummers moeten worden ingegeven en kunnen via de
p. 39/107
enter-knop veranderd worden:
RS232-Unit 665-DOSIMAT: 4 3 2
713-pH-METER: 3 0 3
2. Druk vervolgens op OK.
3. Druk op F9-Titrat om een nieuwe titratieroutine op te starten.
4. Voeg de naam in van het staal, de gebruikersnaam, staalvolume, het
reagens (HCl), de concentratie van het reagens (0.1 M), het type electrode
(Glass) en de referentie-elektrode (none).
5. Selecteer de titratie mode ‘Dynamic’ (in dit geval is de toevoegsnelheid
omgekeerd evenredig met de helling van de titratiecurve, dus de
toevoegsnelheid is variabel (tragere snelheid bij titratiesprong)).
Opmerking: ‘Monotonic’ heeft een constante toevoegsnelheid, ‘Interactive’
heeft een titratiesnelheid die manueel is aan te passen tijdens de titratie.
6. Voeg volgende gegevens in:
Dispensing rate manual: N
Else: Rate (ml/min) 10 (=titratiesnelheid)
Filling rate manual N
Else: Rate (ml/min) 20 (=vulsnelheid)
mV or pH p
last digit on N
Max delta V (ml) 1 (= max. volume in 1 stap)
Initial delta V (ml) 0.1 (= volume eerste
titratiestap)
Waiting time (s) 4 (= tijd tussen elke pH
meting)
Max. measuring time (s) 30
Use pH-meter DRIFT Y (= ingebouwd
DRIFTdetectiesysteem)
Drift (pH/min) 0.2 (= max. waarde voor geen
drift)
Titration will stop if…
F10 pressed
pH < 1
pH > 13
volume (ml) 50
End-point(s) reached N
Desired delta-pH 0.1
Significant delta pH/•l 0.002
7. Starten en verwerken van de titratie:
• Druk op F2 voor het opstarten van de titratie.
• De titratie kan ook manueel stopgezet worden door op F10 te
duwen.
• Na het stoppen van de titratie (via F10 of automatisch) druk op F10
(Quit).

• Via de pijltjes kan titratiecurve doorlopen
• Via F8 (Orignl) kan je de 1ste en 2de afgeleide plotten. Ook hier
kan via de pijltjes naar de gewenste positie gaan. Lees de minima af
(equivalentiepunten) en noteer ze!!!
• Als de afgeleide curves niet echt mooi zijn kan je de curves
‘smoothen’ door 1 of meerdere keren op F6 (Smooth) te duwen .
• Via F7 (End-pts) berekent de software automatisch de
equivalentiepunten (Significante delta-pH/µl 0.002). Let wel op,
bepaal eerst manueel (via de pijltjes) de equivalentiepunten. De
waarden die de computer geeft zijn niet altijd correct.
• Druk op F5 (Print) om de curves af te printen.
• Druk op F9 (Titrat) om een nieuwe titratie te starten.
• Druk op F10 (Exit) om de software te verlaten.
8.4 Opmerkingen.
1. Kijk goed na of er geen lucht in de buret zit!
2. Kijk na of er voldoende titrant in het reservoir zit. Anders moet bijgemaakt
worden. Vraag in dat geval aan de laborante ‘Titrisol’, een commerciële
standaardoplossing met een exact gekende concentratie.
3. Steek de pH-electrode diep genoeg in de vloeistof.
4. Zet na de meting de elektrode in een 3M KCl-oplossing.
p. 40/107

9 Waterbepaling met behulp van de Karl-Fischer Titrator
9.1 Beschrijving van de proef
Tussen 2 identieke polariseerbare platina-electroden wordt tijdens de titratie
een constant potentiaalverschil aangelegd (ongeveer 0.01 tot eventueel 1V).
Meting van de resulterende diffusiestroom in de oplossing in functie van het
toegevoegde volume titrant geeft een titratie-curve die een knikpunt vertoont
bij het equivalentiepunt. Naargelang de ionen in oplossing voor en na het
eindpunt een reversibel (Fig I) of irreversibel (Fig II) redoxsysteem vormen of
wanneer slechts één der vormen van een reversibel systeem in oplossing
aanwezig is (Fig III) kunnen drie types van titratiecurves voorkomen. Daar de
stroom bij het equivalentiepunt gelijk is aan nul wordt voor deze methode
dikwijls de term ‘dead stop’ titratie gebruikt.
Fig III verduidelijkt de waterbepaling volgens Karl-Fischer.
p. 41/107

∆I
∆I
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Figuur 1.
0 10 20
volume (ml)
Figuur 3.
0 10 20
volume (ml)
∆I
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Figuur 2.
0 10 20
volume (ml)
De titratiereactie komt neer op de reductie van I2 door SO2 in aanwezigheid
van water:
I2 + SO2 + 2 H2O 2 HI + H2SO4
Karl-Fischer gebruikte deze reactie voor kwantitatieve waterbepaling: hij
gebruikte een oplossing van I2 en SO2 in een watervrij solvent, nl methanol.
Om het reactie-evenwicht zoveel mogelijk naar rechts te verschuiven moet het
gevormde HI en H2SO4 geneutraliseerd worden. Als base hiervoor verkoos
Karl-Fischer pyridine. Wegens de giftigheid en de onaangename geur van
pyridine geeft men de voorkeur aan pyridinevrije reagentia zoals het hier
gebruikte commercieel Karl-Fisher reagens. Als solvent wordt in dit geval
watervrije methanol gebruikt.
De waterbepaling mbv het beschikbare toestel gebeurt in 3 stappen:
1. Conditioneren: Dit is het watervrij maken van het solvent (methanol)
waarin gewerkt zal worden. De conditionering moet uitgevoerd worden
telkens er nieuw solvent in het titratievat wordt gebracht (dit is meestal na
enkele titraties).
p. 42/107

2. Stellen van het K.F.-reagens: door toevoeging van een gekende hoeveelheid
water.
3. Bepaling van een onbekend watergehalte: door titratie van een gekend volume
p. 43/107
onbekende.
9.2 Procedure
9.2.1 Conditioneren
Alle titraties worden uitgevoerd in methanol dat eerst watervrij dient
gemaakt te worden door toevoegen van een hoeveelheid K.F.-reagens. Druk
op de toets ‘MODE’ van het keyboard tot het LCD-scherm volgende gegevens
aanduidt:
TITER with H2O or std.
Bevestig uw keuze door de toets ‘ENTER’ in te drukken. Het scherm geeft
dan aan:
TITER ********
Breng nu met behulp van het ingebouwde pompsysteem (de pijltjes rechts
achter de titratiecel) een minimale hoeveelheid methanol vanuit de
voorraadfles over naar de titratiecel. Druk daarvoor op het pijltje met het
opschrift ‘IN’. Zorg ervoor dat beide Pt-elektroden juist contact maken met de
oplossing. Zet de magnetische roermotor aan (stand 4 of 5) en zorg ervoor dat
er nog steeds contact is tussen de vloeistof en de Pt-elektroden (voeg anders
iets meer solvent toe).
Druk op de ‘START’ toets van het keyboard (voorpaneel titrator). De
automatische buret zal nu reagens toevoegen tot het solvent watervrij is.
Zolang nog water aanwezig is knippert het groene lampje op het voorpaneel
en geeft het LCD-scherm volgende aanduiding:
TITER wait

Zodra al het water is weggetitreerd zal de automatische buret stoppen met
toevoegen, het groene lampje zal continu branden en het scherm geeft
volgende tekst weer:
TITER conditioning
Het solvent is nu watervrij.
9.2.2 Stellen van het K.F.-reagens
Dit gebeurt door titratie van een gekende hoeveelheid water die aan het
geconditioneerde methanol wordt toegevoegd met een micropipet.
Druk op de ‘START’-toets. Het scherm geeft het gewicht aan van het toe te
voegen water, bijvoorbeeld:
smpl size 1.0 g
In bovenstaand geval geeft de display een gewicht aan van 1.0 g. In ons geval
dienen we een gewicht van 30 mg te adderen. Dit is op een verwaarloosbare
temperatuurscorrectie na een volume van 30 µl. Corrigeer het gewicht op de
display indien nodig tot 0.03.
Voeg nu met een micropipet via de opening bovenaan het titratievat (neem
het stopje eraf) 30 µl H2O toe aan het geconditioneerde solvent en sluit de
opening onmiddellijk terug af.
De titratie zal starten door op de ‘ENTER’-toets te drukken. De bovenste regel
op het scherm geeft het toegevoegde volume reagens aan. Telkens wanneer
K.F.-reagens wordt toegevoegd verschijnt een opwaarts gericht pijltje op het
scherm. Een controlebalkje verschijnt op de onderste regel. Dit zal korter
worden naarmate de titratie vordert, bijvoorbeeld:
KFR volume ↑ 1.426 ml
========
Het tempo van toevoegen daalt naarmate het equivalentiepunt nadert.
Wanneer gedurende 5 seconden geen titrant meer wordt toegevoegd is het EP
p. 44/107

ereikt en stopt de titratie automatisch. De bovenste regel geeft nu het totaal
toegevoegde volume aan en de onderste regel de ‘titer’, dit is in feite hier de
‘waterbindingscapaciteit’ van het K.F.-reagens uitgedrukt in mg H2O/ml, bv:
Noteer beide waarden!
p. 45/107
KFR volume 5.632 ml
titer 5.3267 mg/ml
Herhaal de procedure van het ‘stellen’ nog minstents 2 maal (afhankelijk van
de gekregen waarden, liggen zij binnen een bepaalde foutenmarge???). Het
solvent hoeft niet eerst terug geconditioneerd te worden omdat stellen ook
conditioneren is (het water wordt immers uit de oplossing verwijderd).
Druk dus op de ‘START’-toets, addeer opnieuw 30 µl H2O en druk op de
‘ENTER’-toets.
9.2.3 Bepaling van een onbekende watergehalte
Dit zou in principe moeten gebeuren in een andere ‘mode’, nl de KFT (Karl-
Fischer titratie). In deze mode rekent het toestel bij het einde van de titratie en
mbv de in een geheugen opgeslagen titer het onbekende watergehalte uit in
gewichtsprocenten (g H2O/100 g monster). Hierbij dient men het ‘gewicht’
van het geintroduceerde monster in te voeren.
Onze onbekende is echter een oplossing (mengsel ethanol/water) met een
watergehalte begrepen tussen 3 en 25 g/100 ml oplossing) waarvan we de
dichtheid niet kennen. Het is in dat geval handiger een bepaald volume van
de onbekende te titreren ipv een bepaald gewicht. De concentratie-
omrekening in gewichtsprocenten via de software van de titrator is in dit
geval dus uiteraard niet correct.
Bij de titratie van de onbekende zullen we de ‘mode’ niet wijzigen. Er wordt
dus gewerkt in dezelfde ‘mode’ als het stellen van het K.F.-reagens.
Druk op de ‘START’-toets.

Introduceer met een micropipet een aangepast volume titrant toe van de
onbekende (200 tot 500µl, afhankelijk van het watergehalte). Om de
volumefout minimaal te houden dient het totaal toegevoegde volume titrant
na de titratie minstens 3 ml te bedragen (dit weet je niet op voorhand maar
maak pas uw volume aan indien nodig na de eerste titratie). Draag er zorg
voor dat de 7 ml niet wordt overschreden omdat het om een vrij duur reagens
gaat en omdat het veel tijd in beslag neemt.
Druk op ‘ENTER’ om de titratie te beginnen.
Noteer enkel het totaal toegevoegde volume reagens (bovenste regel van het
scherm) en reken zelf de waterconcentratie uit in gewicht/volumeprocenten
(g H2O/100ml oplossing).
Herhaal de procedure minstens 2 maal, afhankelijk of de waarden binnen de
toelaatbare fout overeenstemmen.
9.3 Afzetten toestel
1. Evacueer de cel inhoud in de ‘waste’-fles mbv het ingebouwde pompje.
Dit kan met het pijltje met opschrift ‘OUT’. Belangrijk: Vergeet niet
voor het verwijderen van solvent eerst achtereenvolgens op de
‘START’ en ‘STOP’ te drukken!!! Het titratievat mag dus enkel
geëvacueerd worden als het LCD-scherm volgende aanduiding geeft:
a. TITER **********
2. Spoel de cel met methanol mbv de ingebouwde pomp.
3. Schakel het toestel uit met de rode schakelaar achteraan het toestel.
p. 46/107

9.4 Opmerkingen
1. Draag er zorg voor dat het titratievat niet overloopt! Evacueer de cel,
p. 47/107
indien nodig, in de ‘waste’-fles mbv het ingebouwde pompje. Dit kan met
het pijltje met opschrift ‘OUT’. Belangrijk: Vergeet niet voor het
verwijderen van solvent eerst achtereenvolgens op de ‘START’ en ‘STOP’
te drukken!!! Het titratievat mag dus enkel geëvacueerd worden als het
LCD-scherm volgende aanduiding geeft:
TITER ********
2. Na introductie van nieuw solvent moet steeds opnieuw geconditioneerd
worden.
3. Laat het flesje met onbekende niet te lang open staan en breng voor titratie
van de onbekende het staal zo snel mogelijk in het titratievat. Het bevat
vluchtige ethanol en bij verdamping verandert de concentratie van het
aanwezige water.
4. De belangrijkste fout is deze bij het pipeteren. Test de accuraatheid en de
precisie van de pipet met een weegoefening. Pipetteer 30 µl H2O en weeg
dit op de weegschaal (op een petrischaal). Het gewicht moet exact 30 mg
wegen, wanneer we de kleine temperatuurscorrectie verwaarlozen. Kijk
dus goed na of je de micropipet op de juiste wijze hanteert!
5. Bij het inspuiten van het staal in het titratievat is het aangewezen de
vloeistof rechtstreeks in het solvent te spuiten zonder contact met het
oppervlak te maken. Spuit de vloeistof dus niet tegen de wand van het
titratievat. Een deel van de vloeistof kan nog tegen de wand hangen
tijdens de titratie.
6. Kijk in het begin na of er voldoende K.F.-reagens en methanol in de
respectievelijke reservoirs zitten.
Let op: deze produkten zijn zeer giftig.

10 Bepaling van Cadmium en Lood met behulp van
Differentiële Anodische Stripping Voltammetrie (DP-ASV)
10.1 Doel
De elementen cadmium en lood kunnen met de beschreven methode gemeten
worden in sterk zoutbelaste watermonsters zoals zeewater.
10.2 Principe
Bij de DPASV wordt in een eerste stap een preconcentratie uitgevoerd,
waarbij de metaalionen elektrolytisch uit de oplossing worden neergeslagen
op een inert en constant elektrodeoppervlak en dit bij een constante potentiaal
van deze werkende elektrode.
De opgelegde potentiaal is negatiever dan de oxidatiepotentialen van de te
bepalen elementen.
In de beschreven methode is dit een hangende kwikdruppel (HMDE) die voor
elke nieuwe meting wordt vervangen.
De metaalionen zullen aan de anode (HMDE) gereduceerd worden en in hun
metallische vorm worden omgezet. Ze vormen daarbij een verdunde
amalgaamoplossing in de kwikdruppel aan de elektrode.
Me n+ + n e- → M 0 (Hg)
In een tweede stap krijgen we dan de eigenlijke analytische bepaling. Men
gaat aan de werkende elektrode een langzaam stijgende potentiaal opleggen
in de positieve richting (= anodische stripping of oxidatie).
M 0 (Hg) → Me n+ + n e-
p. 48/107

Gedurende opeenvolgende intervallen gaat men pulsen aanleggen van een
bepaalde lengte en een bepaalde grootte waarbij telkens een spanningsstap
(Step potential = 0.01005V) wordt verkregen tijdens de stripping of de sweep.
Men meet de stroom gedurende een korte tijd iedere keer voor het begin van
de puls en net voor het einde van de puls. Uit het verschil van deze twee
stroommetingen krijgen we uiteindelijk een resulterend signaal: I = I 2 - I1
Deze stroommetingen gebeuren bij opeenvolgende potentialen die slechts
enkele millivolt van elkaar verschillen. Als resultaat tijdens de sweep zien we
een piek verschijnen bij een bepaalde potentiaal met een bepaalde hoogte en
oppervlak.
De gemeten oxidatiestromen zijn bij constante aanrijkingsomstandigheden
(duur en snelheid) recht evenredig met de metaalconcentratie in de oplossing.
Door gebruik van de standaardadditiemethode is het mogelijk de
metaalconcentratie van een metaal te berekenen.
10.3 Interferenties
10.3.1 Contaminatie
Metingen met de polarograaf gebeuren in een laag concentratie gebied.
Daarom dient men zo zuiver mogelijk te werken om de kans op contaminatie
zo klein mogelijk te houden. Om die reden worden de gebruikte recipiënten
grondig met MilliQ water gespoeld. Het gebruik van zuivere kwik en zuiver
stikstofgas voor de ontluchting is daarbij ook heel belangrijk. Beide kunnen
zorgen voor contaminatie.
p. 49/107

10.3.2 Organisch materiaal
Het vooraf vernietigen van de organisch materiaal is noodzakelijk, daar de
aanwezigheid ervan stoort op de meting. Het gebruik van een UV-destruktie
heeft dan als voordeel dat men niet met grote hoeveelheden oxiderende zuren
moet gaan werken hetgeen de blanco bijdrage minimaliseert.
De polarografische cel dient zeer goed gespoeld te worden nadat er
organische reagentia (complexvorming) werden gebruikt tijdens een meting.
Restanten van deze reagentia kunnen namelijk de metalen complexeren. Ze
worden hierdoor niet of in geringere mate ontladen.
10.3.3 Ontgassen
Het ontluchten van de cel is zeer belangrijk om twee redenen nl. zuurstof op
zich is zelf elektroactief en daarnaast kunnen er chemische reacties optreden
tussen de zuurstof en de te bepalen component. Maar ook zijn
reaktieprodukten kunnen na reductie gaan reageren met de te bepalen
component.
10.3.4 Zuurtegraad
O2 + 2 H + + 2 e - → H2O2 (zuur midden)
O2 + 2 H2O + 2 e - → H2O2 + 2 OH- (neutraal of basisch)
O2 + 4 H + + 4 e - → 2 H2O (zuur midden)
O2 + 2 H2O + 4 e - → 4 OH- (neutraal of basisch)
De pH kan belangrijk zijn indien men beroep dient te doen op
complexvorming bij de meting of voor het opheffen van interferenties.
p. 50/107

10.4 Monsterbehandeling
Ernstige contaminatieproblemen kunnen optreden zowel bij de bemonstering
als bij de bewaring van de monsters. Tijdens de behandeling van de monsters
wordt er door de uitvoerder op toegezien dat de kans op contaminatie van de
monsters en standaarden zo klein mogelijk wordt gehouden. Alle materialen
(recipiënten, reagentia,...) die in contact komen met het monster dienen zeer
zuiver te zijn. De recipiënten moeten eerst met Milli-Q water gespoeld
worden en vervolgens voorgespoeld met het monster.
Bij de behandeling van de watermonsters kan er verlies van metalen optreden
door adsorptie en/of precipitatie in de monsterrecipiënten te wijten aan
onvoldoende aanzuren. Aanzuren van dergelijke monsters tot minstens pH=2
is noodzakelijk zo kort mogelijk na ontvangst. Watermonsters worden in de
koelkast bewaard tot zij in aanmerking komen voor analyse. Het onverdunde
deelmonster moet op kamertemperatuur zijn alvorens het geanalyseerd kan
worden. Indien van het monster een volumetrisch deelmonster genomen
wordt, dan laat men het monster eerst op kamertemperatuur komen.
De monsteroplossingen worden bij voorkeur in polyethyleen of
polypropyleen recipiënten bewaard.
10.5 Apparatuur
• Polarograaf
p. 51/107
o Metrohm Autolab
o Metrohm VA663
o Metrohm Autolab IME663
• Stikstofgas drukregeling: 1 ± 0.05 bar

10.6 Benodigdheden en producten
• Milli-Q water.
• Natriumchloride pro analyse.
• Metaal stockoplossingen:
• Cd(NO3)2 in 2% HNO3 : Cd = 1000 ± 3 mg/l
• Pb(NO3)2 in 2% HNO3 : Pb = 1000 ± 3 mg/l
• 1 micropipet van 5-20 µl.
• 1 micropipet van 40-200 µl met een zak gele tips.
• 1 micropipet van 200-1000 µl met een zak blauwe tips.
• 1 pipet van 20 ml met veiligheidspeer.
• maatkolven van 100 ml
• 2 bekers van 100 ml
10.7 Monster
Het zeewatermonster dat je van de assistent krijgt is reeds gefiltreerd,
aangezuurd en behandeld met UV om organische stoffen te vernietigen.
10.8 Bereiding van standaarden en artificieel zeewater
• Bereid twee standaarden van 2 ppm lood en cadmium elk in Milli-Q
water.
• Bereid artificieel zeewater door 2.5 gram natriumchloride op te lossen in
100 ml Milli-Q water.
p. 52/107

10.9 De uitvoering van de meting
De polarograaf bevindt zich in lokaal B1.34.
Vraag aan de assistent om het toestel aan te zetten indien nodig.
Bereid de oplossingen vermeld in punt 8.
Controleer het programma in het Edit procedure scherm of de parameters
juist zijn ingegeven:
p. 53/107
Programma
Pretreament
Purge time (s): 600
Conditioning potential (V): 0
Duration (s): 15
Stirrer off during conditioning: x
Deposition potential (V): -1
Duration (s): 15
Stirrer off during deposition: x
Equilibration time (s): 5
Measurement
Cell off after measurement: x
Modulation time (s): 0.07
Interval time (s): 2

Potentials
Initial potential (V): -0.75
End potential (V): -0.25
Step potential (V): 0.01005
Modulation amplitude (V): 0.02505
Standby potential (V): 0
De berekeningen worden enkel uitgevoerd voor piekhoogte, daar
piekoppervlakte aanleiding geeft tot een grotere onnauwkeurigheid.
Open een Excell programma waar je de gegevens kunt inlezen.
Open de stikstoffles en regel de druk op 1 ± 0.05 bar.
Controleer op de 663 VA Stand of
• De Stirrer op 0 staat.
• Drop size op 3 staat.
• De keuzeschakelaar op HMDE staat.
Man: trigger om een nieuwe druppel te vormen, keuzeschakelaar moet hierbij
op HMDE staan.
Dearation: schakelaar om stikstofgas in de meetcel te laten borrelen (om te
ontluchten en om bij additie te mengen).
De meetmethode bestaat uit vier stappen:
I. Bepaling van de blanco waarde van artificieel zeewater.
II. Bepaling van de gevoeligheid en de reproduceerbaarheid van 200 ng
cadmium en lood in de meetcel gevuld met 20 ml artificieel zeewater. De
bepaling van deze parameters geeft een controle op de efficiëntie van de
p. 54/107

p. 55/107
kwikdruppelvorming en moeten aan volgende normen voldoen voor
metingen in piekhoogte en bij gebruik van het bovenstaand HMDE
programma:
Gevoeligheid Reproduceerbaarheid
Cadmium 1.30E-09 - 1.50E-09 < 4%
Lood 1.10E-09 - 1.30E-09 < 4%
III. Bepaling van een 20 ml zeewater monster en schatting van de
concentratie tov een ijklijn verkregen met de waarden uit de stappen 1
en 2.
IV. Uitvoeren van twee tot drie addities van cadmium en lood op het
monster. Er wordt 0x, 1x en 2x de concentratie, berekend in punt 3,
toegevoegd met een minimum additie van 2,5 ppb.
Belangrijke opmerkingen:
• Voor iedere meting moet een nieuwe kwikdruppel gemaakt worden
door de Man schakelaar enkele malen over te halen. Controleer
telkens of er een nieuwe druppel zich heeft gevormd.
• Tijdens de gehele uitvoering moet de grijze opvangbak onder de
kwikelektrode blijven staan. Dit is nodig om eventueel gevallen
kwik op te vangen wanneer de meetcel niet in zijn houder is.
• Wanneer men de inhoud van de meetcel vervangt, moet men de
inhoud in de afvalfles voor kwik gieten.

Ga als volgt te werk:
I. Bepaling van de blanco waarde van artificieel zeewater:
• Doe het deksel naar omhoog en neem voorzichtig de meetcel uit zijn
houder. Spoel de meetcel grondig uit met Milli-Q water en breng 20 ml
artificieel zeewater in de meetcel.
• Plaats de meetcel voorzichtig terug in de houder. Haal de Man schakelaar
over om een nieuwe kwikdruppel te vormen. Voer een eerste meting uit
met een purge time van 600 seconden door te klikken op Start van het
programma (links onder).
• Als de meting gedaan is opent men de peak search in het Data
presentation scherm met de dropmenu analysis/peak search. Klik op
Search en vervolgens op OK in het Peak search results scherm. Klik op
CLOSE in het peak search scherm. Nu heeft men de data in het Analysis
results scherm. Kopieer de data in de Excell file. Save de file onder C:My
Documents / Studenten / naam.
• Verander de purge time in het Edit procedure scherm in 10 seconden.
Voer een tweede en een derde meting uit. Kopieer de data in de Excell file.
• Bereken het gemiddelde voor de verkregen waarden. Delete de resultaten
in het Analysis results scherm.
II. Bepaling van de gevoeligheid en de reproduceerbaarheid:
• Voeg 200 ng lood toe aan de meetcel. Open de dearation voor een tiental
seconden door de schakelaar naar rechts te zetten om de inhoud van de
meetcel te mengen. Sluit vervolgens terug de dearation.
• Voer een eerste meting uit zoals beschreven in punt I met een purge time
van 10 seconden. Men verkrijgt een voltamogram met één loodpiek.
Noteer de positie van deze loodpiek.
p. 56/107

• Voeg 200 ng cadmium toe aan de meetcel.
• Voer nu drie metingen uit zoals beschreven in punt I met een purge time
p. 57/107
van 10 seconden. Men verkrijgt een voltamogram met twee pieken, één
voor lood en één voor cadmium. Kopieer de data in de Excell file.
• Bereken het gemiddelde en de reproduceerbaarheid voor de verkregen
data in piekhoogte voor minimum drie metingen en vergelijk deze met de
waarden in de onderstaande tabel:
Gevoeligheid Reproduceerbaarheid
Cadmium 1.30E-09 - 1.50E-09 < 4%
Lood 1.10E-09 - 1.30E-09 < 4%
Verwittig de assistent indien de berekende waarden niet overeen
komen. Delete de resultaten in het Analysis results scherm.
III. Bepaling van een 20 ml zeewater monster:
• Spoel de meetcel uit (inhoud in afvalfles!) met Milli-Q water. Voeg 20 ml
monster toe aan de meetcel. Voer nu drie metingen uit zoals beschreven in
punt I. Verander de purge time in 600 seconden voor de eerste meting en
vervolgens in 10 seconden voor de volgende metingen.
• Save één voltamogram met File\save work data onder de naam
“zeewater” in een nieuw gecreëerde folder met als naam “datum
uitvoering”in de folder “studenten practicum”. Kopieer vervolgens de
data in de Excell file.
• Bereken het gemiddelde voor de verkregen waarden. Schat vervolgens de
concentratie aan cadmium en lood door de verkregen waarden in punt III
te vergelijken met deze uit punten I en II. Delete de resultaten in het
Analysis results scherm.

IV. Uitvoeren van twee tot drie addities:
• Voeg een 1/2x de geschatte concentratie toe aan de meetcel, met behulp
van de 2 ppm standaarden en met een minimum toevoeging van 2.5 ppb
van het element in de meetcel. Open de dearation voor een tiental
seconden door de schakelaar naar rechts te zetten om de inhoud van de
meetcel te mengen. Sluit vervolgens terug de dearation. Voer drie
metingen uit zoals beschreven in punt I, met een purge time van 10
seconden.
• Save één voltamogram met File\save work data onder de naam STAD01.
Kopieer de data in de Excell file. Bereken het gemiddelde voor de
verkregen waarden.
• Voeg een 1x de geschatte concentratie toe aan de meetcel. Open de
dearation voor een tiental seconden door de schakelaar naar rechts te
zetten om de inhoud van de meetcel te mengen. Sluit vervolgens terug de
dearation. Voer drie metingen uit zoals beschreven in punt I, met een
purge time van 10 seconden. Save één voltamogram met File\save work
data onder de naam STAD02. Kopieer de data in de Excell file. Bereken het
gemiddelde voor de verkregen waarden.
• Voeg een 3/2x de geschatte concentratie toe aan de meetcel. Open de
dearation voor een tiental seconden door de schakelaar naar rechts te
zetten om de inhoud van de meetcel te mengen. Sluit vervolgens terug de
dearation. Voer drie metingen uit zoals beschreven in punt I, met een
purge time van 10 seconden. Save één voltamogram met File\save work
data onder de naam STAD03. Kopieer de data in de Excell file. Bereken het
gemiddelde voor de verkregen waarden. Delete de resultaten in het
Analysis results scherm.
• Plot de eerder opgeslagen voltamograms met Plot\Load overlay file in
het data presentation scherm in de volgorde zeewater, STAD01, STAD02
en STAD03. Kopieer het voltamogram in het Excell programma.
p. 58/107

• Bereken de concentratie aan cadmium en lood in het monster met behulp
p. 59/107
van de verkregen waarden in de punten III en IV.
V. Duplo meting
Herhaal de metingen in punt III en IV indien er genoeg tijd is.
Na de metingen wordt al het glaswerk en de meetcel grondig gespoeld met
Milli-Q water. Zet de keuzeschakelaar terug op 0.
10.10 Verslag
• Vermeld de gevoeligheid voor 200 ng Pb en Cd in de meetcel.
• Bereken de concentratie van cadmium en lood in het monster in ppb.
• Zowel de methode als de individuele metingen moeten bij uw verslag
steken.
• Geef het samengesteld voltamogram van het monster met de
standaardaddities.
• Beoordeel uw standaardadditie op zijn nauwkeurigheid.
• Beoordeel uw eventuele duplo meting op zijn reproduceerbaarheid.

Deel C. Plasma methoden
11 Atomaire absorptie spectrometrie met de vlam (F-AAS)
11.1 Principe
Atomaire absorptie spectrometrie (AAS) wordt vaak gebruikt voor de
bepaling van metalen in een monster in oplossing. De oplossing wordt in een
lucht-acetyleen vlam verneveld waarbij het vermogen om licht te absorberen
wordt gemeten.
Figuur 1: Schema van een eenvoudige Vlam Atomaire Absorptie spectrofotometer
Licht absorptie of emissie door atomen is een proces dat afhangt van de
excitatie toestand van een atoom. Daar het energieniveau van de
verschillende toestanden (grond of geëxciteerde toestand) vast ligt door de
elektronische configuratie van het atoom, is het energieverschil bekend.
Atomen zullen licht absorberen of emitteren overeenkomstig dit
energieverschil. De golflengten van geabsorbeerd of geëmitteerd licht zijn
karakteristiek voor een specifiek element. Dit maakt het mogelijk om
kwalitatieve en kwantitatieve analyses te doen van complexe oplossingen met
behulp van atomaire absorptie spectrofotometrie. In plaats van een breed
continu spectrum zijn er relatief weinig belangrijke karakteristieke
golflengten aanwezig.
Voor er een bepaling kan worden uitgevoerd, moet het toestel eerst worden
gekalibreerd. Meestal wordt er een ijklijn opgesteld met behulp van
standaarden met een gekende concentratie. Een andere mogelijkheid is
p. 60/107

standaardadditie, vooral als de matrix onbekend is. Het nadeel van deze
laatste methode is echter dat men een rechte ijklijn moet hebben wat niet vaak
het geval is met A.A.S.
Een ander nadeel van A.A.S. is dat het een enkelvoudig element methode is.
Ieder element moet afzonderlijk gemeten worden ten opzichte van een
nieuwe ijklijn. Dit is vooral omdat de spectrometer niet is ontworpen om van
de ene golflengte naar de andere te gaan om naar het karakteristieke licht te
kijken van verschillende elementen. Bovendien moet er een lichtbron zijn die
het karakteristieke licht uitzendt, zodat de atomen in de vlam het licht
kunnen absorberen. Deze lichtbron is een lamp bekend als de holle
kathodelamp (HKL), waarvan de kathode gemaakt is van het element dat
men wil meten.
11.2 Experiment
11.2.1 Materiaal
p. 61/107
Figuur 2: Diagram van een HKL
• 1000 ppm stockoplossing Cu, Fe, Mn en Ni
• 1 micropipet van 5-20 µl met een zak gele tips.
• 1 micropipet van 40-200 µl met een zak gele tips.
• 1 micropipet van 200-1000 µl met een zak blauwe tips.
• 2 erlenmeyers van 100 ml

• 15 maatkolven van 100 ml
• 2 bekers van 100 ml
• polystyreen proefbuizen van 10 ml met stop
• 1 proefbuisrek
• salpeterzuur 50% en geconcentreerd
• waterstofchloride 50%
11.2.2 Monstervoorbereiding
Het monster moet in opgeloste toestand zijn om het te kunnen analyseren met
vlam A.A.S.
Afhankelijk van het monster dat je krijgt moet je volgende analyse uitvoeren:
• Koper in een elektriciteitsdraad.
• IJzer, mangaan of nikkel in een draadnagel.
• IJzer of mangaan in een spaanplaatschroef.
Belangrijke opmerking: In een analytisch labo wordt het glaswerk NOOIT
gespoeld met kraantjeswater, dit om contaminatie van het materiaal te
vermijden.
Weeg het monster af op een analytische balans met een nauwkeurigheid van
0,1 mg.
Breng het monster in een 100 ml erlenmeyer kolf. Voeg 10 ml 50%
salpeterzuur p.a. en 10 ml 50% waterstofchloride p.a. toe. Verwarm het
monster zachtjes in de trekkast tot het volledig is opgelost. Voeg 10 ml
p. 62/107

osmose water toe en verwarm enkele minuten verder. Breng de oplossing
over in een 100 ml maatkolf en leng aan met osmose water.
Voer simultaan met het monster een blanco uit.
Een blanco wordt gedestrueerd zoals een monster, maar zonder
toevoeging van het monster.
Het wordt geanalyseerd zoals een monster, met dezelfde
verdunning en de gevonden concentratie wordt van de
concentratie van het monster afgetrokken.
Een blanco wordt gebruikt om te compenseren voor mogelijke
contaminatie van zuren.
11.2.3 Bereiding van standaarden
Vraag de assistent voor je start met de bereiding van je oplossingen om het
toestel op te zetten. Dit geeft de holle kathodelamp van het toestel de tijd om
op te warmen.
Bereid, volgens Tabel 1, een reeks standaarden met behulp van micropipetten
en uitgaande van een 1000 ppm stockoplossing. Gebruik 100 ml maatkolven
en voeg 1 ml geconcentreerd salpeterzuur p.a. toe. Gebruik osmose water om
de standaarden aan te lengen.
p. 63/107

Tabel 1
Cu Fe Mn Ni
Blanco 0,00 ppm 0,00 ppm 0,00 ppm 0,00 ppm
Standaard 1 2,00 ppm 2,50 ppm 1,00 ppm 2,00 ppm
Standaard 2 4,00 ppm 5.00 ppm 2,00 ppm 4,00 ppm
Standaard 3 6,00 ppm 7,50 ppm 3,00 ppm 6,00 ppm
Standaard 4 8,00 ppm 10,0 ppm 4,00 ppm 8,00 ppm
Standaard 5 10,0 ppm 15,0 ppm 6,00 ppm 10,0 ppm
11.2.4 Verdunning van het monster
Verdun het monster in duplo, volgens Tabel 2, met behulp van micropipetten.
Pas dezelfde verdunning toe op de blanco. Gebruik 100 ml maatkolven voor
de grote verdunningen en voeg aan iedere oplossing 1 ml geconcentreerd
salpeterzuur p.a. toe. Gebruik osmose water om de oplossingen aan te lengen.
Gebruik 10 ml polystyreen proefbuizen voor de kleine verdunningen (2-4x),
voeg in dit geval geen salpeterzuur toe daar dit reeds in voldoende mate
aanwezig is in het monster.
Tabel 2
Cu Fe Mn Ni
elektriciteitsdraad 500 - - -
draadnagel - 500 4 2
spaanplaatschroef - 1000 20 -
p. 64/107

11.2.5 Toevoegen van een “spike”
Een spike is het toevoegen van een gekende concentratie van een element aan
een monster. Nadat men het monster met en zonder de spike heeft
geanalyseerd kan men een “spike recovery” berekenen. Dit geeft een
aanwijzing of de analyse vrij was van interferentie. Indien de spike recovery
tussen de 90 en 110% is mag men veronderstellen dat er geen interferentie
was tijdens de meting. Indien de recovery lager is dan 90% is er mogelijk
interferentie opgetreden of is de analyse slecht uitgevoerd.
Berekening van de spike recovery:
spike recovery =
Bereiding van de spike oplossing:
p. 65/107
(concentratie van de spike – concentratie van het monster) x 100
toegevoegde concentratie
Voer dezelfde verdunning van het monster uit als in punt 6.6. Voeg echter,
volgens tabel 3, een gekende concentratie van het element aan het monster
toe. Vergeet niet het salpeterzuur toe te voegen indien nodig.
Tabel 3
Cu Fe Mn Ni
elektriciteitsdraad 2,0 ppm - - -
draadnagel - 2,5 ppm 2,0 ppm 2,0 ppm
spaanplaatschroef - 2,5 ppm 2,0 ppm -

11.2.6 De uitvoering van de meting
Het toestel is een Perkin Elmer AAnalyst 300 en bevindt zich in lokaal B1.32.
1. Vul de beker aan het toestel met osmose water en breng het
vernevelingsdarmpje in de beker.
2. Controleer of het witte vat onder het toestel maximum 3/4 vol is. Indien
nodig moet het vat geledigd worden door de assistent. Vul echter terug
aan met kraantjeswater tot een minimumhoogte van 1/3.
3. Open de acetyleenfles en zet de ventilatie aan.
4. In het Flame Control venster moet de safety interlocks ➀ groen zijn (zie
Figuur 5).
5.
Figuur 5
6. Ontsteek de vlam door op On ➁ te klikken (zie Figuur 5). Eventueel moet
dit enkele malen herhaald worden, vooral als het toestel lang niet gebruikt
is geweest.
7. Verklein het Flame Control venster. In geval van nood kan de vlam
uitgeschakeld worden door de hoofdschakelaar van het toestel uit te
schakelen (rechter zijkant van het toestel). In normale gevallen kan het
p. 66/107

p. 67/107
Flame Control venster terug opgeroepen worden door het Flame icoon aan
te klikken.
8. Laat de vlam 10 tot 15 minuten opwarmen.
9. Na het opwarmen wordt de brander hoogte, diepte en oriëntatie verder
afgeregeld door de assistent.
10. Controleer of de juiste methode is geopend. Rechts in de toolbar is de
geopende file vermeld in het blauw: Practicum_element. Ga naar File /
Open / Method. Open de juiste methode door Practicum_element dubbel
aan te klikken, indien nodig.
11. Controleer of de juiste Sample Information File is geopend. In de display
moet de file: Practica vermeld staan. Open de Sample Information File
en dubbel klik op de file Practica indien nodig.
12. Wanneer de vlam voldoende is opgewarmd, zuigt men een blanco
standaardoplossing op. Klik op Analyze Blank. Na een wachttijd van 5
seconden worden er vijf metingen uitgevoerd van telkens 3 seconden.
Wanneer de Current Status (display boven de Analyse Blank) Idle
aangeeft is de meting afgelopen.
13. Neem standaard 1, droog het vernevelingsdarmpje met een Cleenex en
steek het darmpje in de standaard 1. Controleer of de juiste standaard is
vermeld in de display. Indien nodig klik op de display voor de juiste

standaard. Klik op Analyze Standard Wanneer de Current Status
(display boven de Analyse Blank) Idle aangeeft is de meting afgelopen.
14. Herhaal punt 12 voor alle standaarden. Het is noodzakelijk dat de juiste
standaard is vermeld in de display alvorens men de volgende meting
uitvoert. Wanneer alle standaarden zijn gemeten kan men de ijklijn
controleren in het Calibration venster.
15. Ga nu verder met je monsters op dezelfde manier. Controleer de naam van
het monster in de display. Indien nodig kan men de naam veranderen
met de Sample Num. Om de meting van het monster te starten klik op
Analyse Sample.
16. Na het beëindigen van de metingen klik op File / Print / New Page om de
laatste metingen uit te printen.
17. Klik op File / Print / Report om de methode uit te printen.
18. Afzetten van de vlam:
• Zuig gedurende vijf minuten Milli-Q water op alvorens de vlam te
doven.
• Klik op Off (, figuur 5).
• Sluit de kraan van de acetyleenfles.
• Zet de afzuiging af.
19. Afzetten van het toestel:
• Enkel nodig indien alle groepen hun metingen hebben gedaan voor die
dag.
• Ga naar File en klik op Exit.
• Schakel het toestel uit met de schakelaar aan de rechterzijkant van het
toestel.
20. Spoel al uw glaswerk uit met osmose water en zet het materiaal terug op
zijn plaats.
p. 68/107

11.2.7 Verslag
• Bereken de concentratie van het metaal in het monster in procent.
• Bereken de spike recovery voor het monster.
• Zowel de methode als de individuele metingen moeten bij het verslag
p. 69/107
worden gevoegd.
• Beoordeel de bekomen ijklijn op zijn nauwkeurigheid.
• Beoordeel je duplo meting op zijn reproduceerbaarheid.
• Beoordeel je spike recovery van beide duplo metingen.

12 Bepaling van zware metalen in steenkool met Grafiet-oven
Atomaire Absorptie Spectrometrie (GF-AAS of ETV-AAS)
12.1 Doel en toepassingsgebied
Deze methode is geschikt voor het bepalen van de elementen chroom, kobalt,
koper, lood, mangaan en nikkel in steenkool.
Voor de bepaling van bovenvermelde metalen in steenkool worden deze
voorafgaand ontsloten met behulp van zuren in een microgolfoven.
12.2 Principe
In de atomaire absorptie spectrometrie (AAS) worden atomen die zich in de
grondtoestand bevinden bestraald met monochromatisch licht dat ze kunnen
absorberen. Men vergelijkt de intensiteit van het licht voor en na doorgang
door het absorberend midden en legt daarna een kwantitatief verband tussen
de gemeten absorptie en het aantal absorberende atomen of de atomaire
concentratie van het element in het geatomiseerde monster.
Het verhitten van de monsteroplossing dient enkel om het monster in
atomaire vorm te krijgen door het breken van de chemische bindingen.
Het atomiseren van het monster gebeurt met behulp van een vlam (zie proef
Vlam Atomaire Absorptie Spectrofotometer) of zoals in deze proef op
elektrochemische wijze (ETV-AAS) in een grafietoven.
12.3 Interferenties
• Bij atomisatietemperaturen boven de 2000°C bestaat het gevaar dat
sommige metalen (Ba, Mo, Ni, Ti, V en Si) met het grafiet van de oven
p. 70/107

p. 71/107
reageren en carbideverbindingen vormen. Dit kan voorkomen worden
door een pyrolytische laag aan te brengen aan de binnenkant van de oven.
Carbidevorming wordt gekenmerkt door brede pieken met staartvorming
en verminderde gevoeligheid.
• Door het gebruik van L'Vov platforms worden scherpere pieken en een
verbeterde verassingsstabiliteit bekomen.
• Bij het instellen van de verassingstemperatuur moet de eventuele
thermische labiliteit van bepaalde elementen in acht genomen worden
omdat bij hoge temperaturen vluchtige verbindingen van de metalen met
anionen uit de oplossing gevormd kunnen worden.
• De lucht die zich in de oven bevindt wordt samen met drogings- en
verassingsafvalprodukten zoals H2O en CO2 door een argonstroom
verdreven.
• Matrixstoringen treden veelvuldig op, onder meer bij een hoog gehalte
aan mineraalstoffen. Deze interferenties kunnen vermeden worden door:
aanrijking met extractie of gebruik makend van een
ionenuitwisselingshars
standaardadditie toe te passen
elutie van de storende matrixelementen op een
ionenuitwisselingshars waardoor eveneens een aanrijking van de te
bepalen elementen wordt bekomen.
• Bij elektrochemische atoomabsorptie spectrometrie kunnen significante
interferenties optreden door moleculaire absorptie en door chemische en
matrix effecten. Moleculaire absorptie treedt op wanneer componenten
van de matrix vervluchtigen tijdens de atomisatie resulterend in een brede
band absorptie.
• Zeeman correctie kan corrigeren voor achtergrond absorbantieniveaus
• Interferentie kan geminimaliseerd worden door toevoegen van een
geschikte matrixmodifier aan het monster in de grafietoven. Sommige
matrixmodifiers verminderen de vluchtigheid van de te bepalen
elementen of verhogen de atomisatie efficiëntie door verandering van de

chemische samenstelling. Dit laat hogere verassingstemperaturen toe
zodat interfererende bestanddelen vervluchtigen en de gevoeligheid
verhoogt.
• De gevoeligheid kan verhoogd worden door een groter monstervolume of
een lagere gas purge snelheid te kiezen. Hierdoor neemt echter het effect
van interferenties toe.
• Algemeen gesteld vermindert de gevoeligheid bij verdunning van het
monster, verkleining van het monstervolume of door een minder
gevoelige golflengte te selecteren.
• Het gebruik van hoge zuurconcentraties en matrixmodifiers vermindert de
levensduur van de grafietoven. Het gebruik van L'Vov platforms is ook
daarom aangeraden.
12.4 Apparatuur
• Een microgolfoven Milestone Ethos en bevindt zich in lokaal B1.35.
• Het meettoestel is een atomaire absorptie spectrometer, type Perkin Elmer
Zeeman 5100, uitgerust met een grafietoven HGA600 en een autosampler
AS-60 en bevindt zich in lokaal B1.34.
• Holle kathodelamp
• Automatische pipetten 40 - 1000 µl
• 10 Polypropyleen maatkolven 100 ml
12.5 Reagentia
• Salpeterzuur, HNO3 (geconcentreerd; d = 1,40 g/ml) pro analyse grade.
• Waterstoffluoride, HF 40% pro analyse grade.
• Metaalstandaardoplossingen (1g/l): chroom, kobalt, koper, lood, mangaan
en nikkel).
• Argon gas, Ar
p. 72/107

12.6 Analyseprocedure
12.6.1 Inleiding
Aangezien men in dit experiment werkt met zeer kleine concentraties aan het
te bepalen element is het niet aangeraden om kraantjeswater te gebruiken om
het materiaal te reinigen. Gebruik enkel Milli-Q water. Om het risico van
contaminatie zo klein mogelijk te houden worden de monsters en de
standaarden aangelengd in 100 ml polypropyleen maatkolven. Deze
maatkolven zijn gevuld met een 10% salpeterzuur oplossing bij het begin van
het practicum. Giet deze oplossing in een voorraadfles en vul de maatkolven
na je experiment terug met dezelfde oplossing.
12.6.1.1 Voorbehandeling van de steenkool
Vooraleer de steenkool met de grafietoven A.A.S. kan geanalyseerd worden,
dient het monster eerst in oplossing gebracht te worden. Ontsluiting van de
steenkool met een microgolfovensysteem biedt de mogelijkheid om monsters
(meestal < 1 g) met een relatief kleine hoeveelheid zuren en binnen een
relatief kort tijdsbestek in oplossing te brengen.
Het principe van het in dit werk gebruikte microgolfovensysteem (ETHOS,
Milestone) is analoog aan dat van een gewone keukenmicrogolfoven.
Microgolven (frequentie gelegen tussen 1 en 300 GHz) zorgen voor ionaire
conductie en rotatie van dipolen waardoor opwarming optreedt. Een
belangrijk voordeel van een dergelijke energietransfer is dat de opwarming
snel gebeurt en dat de recipiëntwand geen elektromagnetische golven
absorbeert en dus niet opwarmt.
Het kunststofmateriaal waaruit de destructievaatjes vervaardigd zijn, bestaat
uit tetrafluormetaxil (TFM) dat inert, glad en zeer druk- en
temperatuurbestendig (>270 o C) is. Bovendien leidt het gebruik van dit
materiaal tot minimale geheugeneffecten. Polytetrafluorethyleen (PTFE) is
eveneens temperatuurbestendig maar is poreus en kent een lage
p. 73/107

oppervlaktedensiteit hetgeen een reëel gevaar voor absorptie en contaminatie
inhoudt. De TFM vaatjes zijn aan de buitenkant met WEFLON bedekt, een
materiaal dat bestaat uit PTFE en koolstof. Dit resulteert in een homogene
temperatuursverdeling over de wanden van de vaatjes waardoor condensatie
vermeden wordt. Op deze manier wordt de microgolfenergie efficiënter
gebruikt en kunnen relatief hoge temperaturen en drukken bereikt worden bij
een beperkt vermogen. Het vermogen dat door de magnetron (2,5 GHz) van
de ETHOS microgolfoven opgewekt wordt, kan gevarieerd worden en
bedraagt maximaal 1000 W.
Na afwegen van het monster en toevoeging van de nodige zuren dienen de
destructievaatjes gesloten te worden met een deksel en vastgeschroefd met
behulp van een momentsleutel. De vaatjes zijn uitgerust met een veersysteem
waardoor de druk, indien deze te hoog oploopt, automatisch afgelaten wordt.
Om de destructievaatjes te reinigen volstaat het om ze in de microgolfoven
gedurende 5 min met enkele ml 14 M HNO3 bij een vermogen van 250 W te
behandelen.
12.6.1.2 Uitvoeren van de voorbehandeling
De destructie wordt uitgevoerd in duplo.
• Schud het flesje met het monster gedurende 5 minuten en laat het vijf
minuten rusten. Deze handeling is nodig om een homogeen monster te
bekomen.
• Weeg 100 milligram monster nauwkeurig af in de destructievaatjes
nummers 1 en 3.
• Gebruik het destructievaatje nummer 5 als blanco.
• Voeg 8 ml salpeterzuur 65% p.a. vanuit een beker en 2 ml
waterstoffluoride 40% p.a. vanuit een teflon beker toe aan de drie vaatjes.
• Vraag aan de assistent om de destructievaatjes te sluiten, in de
microgolfoven te plaatsen en het programma te starten. Het volledige
programma duurt 60 minuten (zie Tabel 1).
p. 74/107

• Controleer regelmatig op de display of het vermogen rond de 500 W of
p. 75/107
minder is. Indien je zure dampen waarneemt moet je dit onmiddellijk
melden aan de assistent, want dit is een aanwijzing dat er een
destructievaatje lekt.
• Verwittig de assistent wanneer het programma is afgelopen. Hij zal de
destructievaatjes openen.
• Breng de inhoud kwantitatief over in 100 ml polypropyleen
maatkolven en leng aan met Milli-Q water.
250
200
150
100
50
0
Tabel 1: microgolf programma
Stap Tijd Vermogen Temperatuur
1 5 minuten 500 W 20°C - 180 °C
2 10 minuten 500 W 180 °C
3 5 minuten 500 W 180 °C - 220 °C
4 10 minuten 500 W 220 °C
5 30 minuten 0 W afkoelen
Temperatuurprogramma
0 5 15 20 30

12.6.2 Bereiding van de standaarden
• Vraag de assistent voor je start met de bereiding van je standaarden om
het toestel aan te zetten. Dit geeft de holle kathodelamp van het toestel de
tijd om op te warmen.
• Bereid, volgens Tabel 2, een reeks standaarden met behulp van
micropipetten en uitgaande van een 1000 ppm stockoplossing. Gebruik
100 ml polypropyleen maatkolven en voeg 8 ml geconcentreerd
salpeterzuur p.a. toe aan de standaarden.
• Gebruik Milli-Q water om de standaarden aan te lengen.
12.6.3 Meting
Tabel 2
Cr-Mn Co-Cu-Ni Pb
Blanco 0,00 ppb 0,00 ppb 0,00 ppb
Standaard 1 5,00 ppb 6,25 ppb 12,50 ppb
Standaard 2 10,00 ppb 12,50 ppb 25,00 ppb
Standaard 3 15,00 ppb 18,75 ppb 37,50 ppb
Standaard 4 20,00 ppb 25,00 ppb 50,00 ppb
Het atomiseringsproces bestaat uit een stapsgewijze thermische behandeling
die in enkele fasen onderverdeeld kan worden. Eerst wordt 20 µl monster en
eventueel matrix modifier(s) op het L’vov platform gebracht met behulp van
de autosampler en vervolgens wordt het programma gestart. In de
verdampingsfase wordt het water bij 140°C verdampt. Vervolgens wordt
overgegaan naar de verassingfase, die zowat 1000°C onder de
atomiseringstemperatuur ligt.
In de atomiseringsfase wordt de grafietoven zeer snel tot de
atomiseringstemperatuur verhit. Deze temperatuur wordt 5 tot 15 seconden
aangehouden, afhankelijk van het element.
p. 76/107

In de gloeifase tenslotte wordt de grafietoven verhit tot 2600°C om alle
resterende onzuiverheden te verbranden.
p. 77/107
Tabel 3
Stap Temperatuur Ramp tijd Tijd Ar debiet Meten
Co Cr Cu Mn Ni Pb
1 140 140 140 140 140 140 1 50 300
2 1400 1300 1300 1400 1400 850 1 30 300
3 20 20 20 20 20 20 1 15 300
4 2500 2500 2500 2500 2700 1800 0 5 0 *
5 2600 2600 2600 2600 2600 2600 1 5 300
Er wordt een ijklijn opgesteld aan de hand van een blanco en ijkoplossingen.
De zuurconcentratie van de standaardoplossingen dient in overeenstemming
te zijn met deze van de monsteroplossingen (8 vol%).
12.6.3.1 Verdunningen
Enkele monsters zullen moeten verdund worden, zie tabel 4. Maak deze
verdunning met behulp van micropipetten en polystyreen proefbuisjes.
Gebruik de blanco standaard om aan te lengen.
Tabel 4
Co Cr Cu Mn Ni Pb
SARM 18 1 1 1 2 1 1
SARM 19 1 4 1 10 1 1
SARM 20 1 4 1 5 1 1

12.6.3.2 Uitvoering van de meting
• Vul een polystyreen cup met de oplossing en plaats deze in de “sample
tray” volgens Tabel 5:
Tabel 5
Plaats Oplossing
2 Blanco Standaard
3 Standaard 1
4 Standaard 2
5 Standaard 3
6 Standaard 4
7 Blanco monster
8 Monster 1
9 Monster 2
• Vul eventueel een cup met matrix modifier. Plaats de modifier op plaats 37
van de sample tray. Indien je een tweede modifier nodig hebt, plaats je
deze op plaats 38.
Tabel 6
Element Lamp current Energy
Co 20 mA 49
Cr 10 mA 57
Cu 15 mA 60
Mn 20 mA 45
Ni 15 mA 45
Pb 10 mA 49
p. 78/107

• Klik in de drop menu op Windows/Align Lamps. Druk op het keyboard
p. 79/107
op F2. Vergelijk de energy waarde (blauw getal op het scherm) met Tabel
6 en noteer de waarde voor je verslag. Verwittig de assistent indien de
waarde met meer dan 2 eenheden verschilt. Sluit het Align lamps scherm
door gelijk op Alt K op het keyboard te duwen.
• Vul in het AS-60 Control scherm in de witte vakjes op location de plaats
van de meest geconcentreerde standaard in (6) en eventueel de plaats van
de matrix modifier(s). Vul juist onder de location het gebruikte volume in
voor het monster (20) en de modifier(s). Bereken aan de hand van tabel 7
en de gegevens op het matrix modifier flesje het volume nodig voor de
modifier(s). Vul naast Repl(icate)s 5 in.
Voorbeeld: Location: 6 37 38
Volume (µl): 20 x y
Repls: 5
Tabel 7
Co Cr Cu Mn Ni
Golflengte 242.5 nm 357.9 nm 324.8 nm 279.5 nm 232.0 nm 283.3 nm
Slit 0.20 nm 0.70 nm 0.70 nm 0.2 nm 0.20 nm 0.70 nm
Integratie tijd 10 sec. 15 sec. 10 sec. 5 sec. 10 sec. 5 sec.
Modifier 1 20 µg
Mg(NO3)2
- 20 µg
Pd
Modifier 2 - - 10 µg
Mg(NO3)2
20 µg
Mg(NO3)2
Pb
- 200 µg
NH4H2PO4
- - 10 µg
Mg(NO3)2
• Klik op Run Special. Het programma zal nu 5 metingen uitvoeren van de
hoogste standaard.

• Controleer de reproduceerbaarheid en de gevoeligheid op de print out na
afloop van de metingen. Vraag advies aan de assistent. Herhaal eventueel
de metingen.
• Verander de location van 6 in 2. Verander repls van 5 in 2. Klik op Run
Special. Het programma zal nu 2 metingen uitvoeren van de blanco
standaard. Dit is nodig om zeker te zijn dat alle sporen van de vorige
metingen uit het grafietbuisje verwijderd zijn.
• Indien de blanco reproduceerbaar en laag is kan men nu een ijklijn
opstellen.
• Klik op Run Special. Het programma zal nu 2 metingen uitvoeren van de
blanco standaard. Na afloop van het programma klik je in de dropmenu
op Calibration / Autozero.
• Verander de location van 2 in 3. Klik op Run Special. Het programma zal
nu 2 metingen uitvoeren van standaard 1. Na afloop klik je op de
dropmenu Calibration / S1.
• Herhaal de laatste stap voor alle standaarden. Klik op de gepaste
Calibration / Sx. Wanneer alle standaarden zijn gemeten, bekom je een
ijklijn in de Display Calibration scherm. Vraag advies aan de assistent.
• Verander de location van 6 in 7. Klik op Run Special. Het programma zal
nu 2 metingen uitvoeren van het blanco monster.
• Verander de location van 7 in 8. Klik op Run Special. Het programma zal
nu 2 metingen uitvoeren van monster 1.
• Verander de location van 8 in 9. Klik op Run Special. Het programma zal
nu 2 metingen uitvoeren van monster 2. Vraag advies aan de assistent na
het meten van de monsters.
• Reinig al je glaswerk met Milli-Q water en vul de maatkolven terug met
10% salpeterzuur uit de voorraadfles.
p. 80/107

12.7 Berekeningen
Op de printout van je metingen vind je de waarde voor zowel Peak Area als
in Peak Height voor de individuele metingen. De waarden voor Peak Height
zijn niet belangrijk aangezien de ijkijn wordt opgesteld met de waarden van
Peak Area. Verder vind je de concentratie voor de individuele metingen en
het gemiddelde met de reproduceerbaarheid.
Bereken de concentratie van het te bepalen element in de steenkool in µg/g.
Hou rekening met je gemeten blanco waarde.
12.8 Verslag
Vermeld in je verslag de meetparameters, waaronder de uitgezonden energie
van de holle kathode lamp en de individuele meetresultaten voor peak area
zowel voor de standaarden, blanco’s en monsters.
Bereken de reproduceerbaarheid voor iedere gemeten oplossing.
Bereken de correlatie coëfficiënt voor de ijklijn.
12.9 Veiligheid
• Vele metaalzouten zijn zeer toxisch.
• Voor alle handelingen uit in een trekkast, in het bijzonder de handelingen
p. 81/107
met de destructievaatjes.
• Het dragen van handschoenen en een veiligheidsbril wordt ten sterkste
aangeraden.

Deel D. Chromatografische technieken
13 Ionenchromatografie: bepaling van chloride, nitraat en
sulfaat in drinkwater
13.1 Basisprincipes
Deze scheidingstechniek berust op de verdeling van ionen tussen een mobiele
vloeibare fase en een stationaire vaste fase(cfr. HPLC); beide fazen zijn ionair.
De belangrijkste vorm van IC is een combinatie van
ionenuitwisselingschromatografie en geleidbaarheidsdetectie: 2 verschillende
technieken worden gebruikt in de praktijk. Bij de “dual-column” techniek
wordt de achtergrondsgeleidbaarheid chemisch (in een “suppressor colomn”)
en elektronisch onderdrukt en dit in contrast met de “single-column” techniek
(in deze proef) waar men gebruik maakt van ionenwisselaars met lage
capaciteit om een lage achtergrondsgeleidbaarheid te verkrijgen. Deze kan
direct elektronisch onderdrukt worden.
Hoewel meerdere scheidingsprincipes mogelijk van toepassing zijn,
waaronder ionen exclusie, ionpaar vorming en zelfs chelatie, wordt hier enkel
de ionenuitwisseling besproken.
13.1.1 De scheiding door ionenuitwisseling
Een klein monstervolume wordt geïnjecteerd. De mobiele fase (het eluens)
neemt het monster met zich mee doorheen de scheidingskolom; deze is
gevuld met een hars dat moet zorgen voor een optimale scheiding en korte
analysetijden. De harsen bestaan uit een inerte matrix (copolymeer van
polystyreen en divinylbenzeen) waarop actieve uitwisselingsgroepen
gebonden zijn. Voor anionenuitwisseling worden harsen gebruikt met
kationische groepen (b.v. kwaternaire amines) als uitwisselingszijde, waarop
anionische tegenionen (van het eluens) zitten die het hars elektrisch neutraal
p. 82/107

houden en uitgewisseld worden met de anionen in het monster. Voor
kationenanalyse is het omgekeerd.
• het type van het hars
p. 83/107
b.v. anionenuitwisselingsreaktie (A - : sample anion; E - :
eluent anion)
• de straal van het te bepalen ion
• de lading van het ion
• de ionenconcentratie
A 3
− − +
− +
−
+ E − NR3
− hars ↔ A − NR − hars + E
Afhankelijk van de affiniteit van de monsterionen voor
het hars blijven zij langer (of minder lang) op de kolom
zitten vooraleer de detector te bereiken (retentietijd).
De retentietijd wordt o.a. bepaald door:
• de concentratie en pH van de mobiele fase
13.1.2 Chromatografische karakteristieken
Een typische elutiecurve (signaal vs. tijd) of chromatogram is weergegeven in
Fig. 1. De tijdparameters van de resulterende pieken karakteriseren het
chromatogram. Voor uitleg over typische parameters (retentietijd,
piekbreedten, injektiepiek, capaciteitsfactor, selectiviteit, plaatgetal, resolutie,
assymmetriefaktor, tailing, …) wordt verwezen naar de cursus ‘Organische
Scheikunde III, Scheidingsmethoden’.
13.1.3 Geleidbaarheidsdetectie
Conductometrie is gedefineerd als de mogelijkheid van elektrolietoplossingen
om stroom te transporteren d.m.v. ionenmigratie in een elektrisch veld

aangelegd tussen 2 elektroden. Voor meer praktische uitleg wordt verwezen
naar het praktikum “Aanvulling Klassieke Analytische Methoden”.
In SCIC (single column ion chromatography) is het noodzakelijk dat de
achtergrondsgeleidbaarheid afhankelijk is van de temperatuur dient de
meetcel getheromostatiseerd te worden. De gevoeligheid van de
geleidbaarheidsmetingen is gebaseerd op het verschil in equivalente ionaire
geleidbaarheid tussen monsterionen en eluensionen, bijgevolg kunnen zowel
positieve als negatieve pieken gedetecteerd worden. Voor anionbepalingen
maakt met veelal gebruik van zouten van ftaalzuur of salicylzuur als eluens
vermits hun anionen een zeer lage equivalentie ionaire geleidbaarheid
hebben. Detectielimieten van 0.1 ppm voor anionen en 0.01 ppm voor
kationen zijn haalbaar.
Opmerking bij “ghost” pieken van Fig. 1.
De oppervlakte van de solvent- of injektiepiek is gecorreleerd met de totale
ionaire geleidbaarheid van het monster (o.a. het solvent waarin het monster is
opgelost, de monster co-ionen en de bestanddelen die geen interaktie
vertonen met de stationaire fase van de kolom).
Een tweede “ghost” piek verschijnt aan het einde van het chromatogram, de
‘systeempiek’; deze is het resultaat van een verstoring van het evenwicht in
de kolom t.g.v. injektie van het monster en is o.a. afhankelijk van de
samenstelling van het eluens, conc. van de onbekende, e.d..
De elutie (en detectie) wordt altijd gestopt na het verschijnen van de
systeempiek, anders is de kolom nog verontreinigd voor de volgende analyse.
13.1.4 Evaluatie en calibratie
Bij geleidbaarheidsmetingen is de oppervlakte onder de piek evenredig met
de concentratie van het corresponderende bestanddeel. De dataverwerking
gebeurt manueel of gewoonlijk door een integrator. De calibratie kan
p. 84/107

gebeuren met een uitwendige standaard (of ijklijn), een inwendige standaard
(of het definiëren van een gevoeligheidscoëfficient van het ene ion t.o.v. het
andere) of door standaardadditie.
In deze proef worden de resultaten geëvalueerd door een “2-punten”
calibratie t.t.z. met een ijklijn gaande door 2 punten en bepaald door lineaire
regressie. Een versie hierbij is dat het signaal van het te bepalen species tussen
de signalen van de 2 calibratiestandaarden ligt vermits de calibratie slechts
over een zeer beperkt concentratiegebied wordt uitgevoerd.
13.2 Apparatuur
De ionenchromatografie apparatuur omvat een HPLC pomp, een injektieloop,
een afzonderlijk compartiment voor kolom en prekolom, een
gethermostatiseerd gedeelte met de detector, de elektronica nodig voor de
detectie van het meetsignaal en de integrator.
13.2.1 De 697 IC pomp
De 697 IC pomp is een seriële tweevoudige pistonpomp met minimale
pulsatie. De pomp dient om het eluens continu over de scheidingskolom te
sturen. De actuele data worden weergegeven op een display. Een boven- en
onderlimiet voor de druk kan ingesteld worden; de pomp valt uit indien deze
p. 85/107

limietwaarden overschreden worden. Een purgeerklep laat toe de lucht te
verwijderen.
Ontluchten van de pomp
De purgeerklep wordt geopend door de knop volledig in
tegenwijzerszin te draaien. Druk op de purgeerknop totdat zich geen
lucht meer bevindt in de leiding tussen het eluensvat en de pomp. De
purgeerklep terug sluiten.
Praktische tips voor het eluens
Voor de bereiding van het eluens en de standaarden maakt men gebruik
van chemicaliën met minstens p.a. zuiverheid en ultrapuur water
(MilliQ).
Het eluens wordt eerst gefiltreerd door een 0.45 µm membraanfilter en
ontgast.
Voor hoge gevoeligheid wordt het eluens lichtjes geroerd.
Monsters worden eveneens aan microfiltratie onderworpen.
p. 86/107

13.2.2 De 690 IC met elektrisch bedienbare injektieloop
p. 87/107
1- Injektiesysteem
Een ‘VALCO’ injektieloop – met een 100µl loop – is ingebouwd in de 690 IC
en wordt elektrisch gestuurd. De schakelaar (34) wordt in de bovenste stand
gebracht “Fill”. M.b.v. een spuit wordt er een hoeveelheid monsters door een
filter (0.45 µm), die zich op positie 16 bevindt, ingespoten. Hierbij wordt de

injektieloop gevuld en gespoeld. Bij het omschakelen naar de “Inject”-
toestand (schakelaar (34) onderste stand) wordt het monster met het eluens
naar de kolom geleid; tergelijkertijd start automatisch de recorder/integrator.
2- Kolommen
In het IC toestel bevindt zich de “IC Anionen Kolom PRP-X100”. Deze wordt
voorafgegaan door een prekolom ter bescherming van de PRP-X100.
De kolom wordt bewaard in eluens (ftaalzur eluens) voor kleinere perioden
(dagen) en in methanol/water (1:4) voor langere perioden (weken).
3- Conditionering van het systeem
Alvorens een monster kan worden ingespoten moet het ganse systeem (kolom
en detector) geconditioneerd worden zodat een stabiele basislijn verkregen
wordt (30 … 60 min).
4- Instellen van bereik en gevoeligheid
De ‘Range’ met (3) wordt zodanig gekozen dat de eluensgeleidbaarheid
binnen het gekozen bereik valt.
De ‘Sensitivity’ met (4) wordt zodanig gekozen dat de ‘Full Scale’ (2)
overeenkomt met het werkingsbereik (t.t.z. variantie van geleidbaarheid van
monsterionen vs. eluensionen).
range
full scale =
sensitivity
5- ‘Auto Zero’ funktie
‘Auto Zero’ (6) is de term gebruikt om de automatische elektronische
achtergrondscompensatie van het meetsignaal – t.t.z. de actueel gemeten
geleidbaarheid wordt het nieuwe nulpunt van het werkingsgebied – te
p. 88/107

eschrijven. Bij het branden van het rode lampje (8) ligt de gemeten waarde
buiten het werkingsgebied of ‘Full Scale’.
p. 89/107
6- Thermostatisering
Door activatie van schakelaar (10) wordt de temperatuur van de meetcel op 35
± 0.01°C gebracht.
13.3 De bepaling van nitraat, en sulfaat in een onbekende
Bij gebruik van de PRP-X100 kolom is geen specifieke monstervoorbereiding nodig.
Er wordt echter een aanzienlijke systeempiek verwacht, zodat monsters slechts om
de 30 minuten kunnen ingespoten worden.
13.3.1 Reagentia
Monsters
Onbekende (standaard 2-25 ppm), optioneel mineraal water ‘SPA’ en
‘EVIAN’.
Eluens voor de PRP-X100
2 mM ftaalzuur in ultrapuur water/aceton 90:10. De pH wordt op 0.5
gebracht met NaOH. Als volgt te bereiden in 2 stappen:
Geconcentreerde oplossing
Voeg 3.32g ftaalzuur, 2 ml NaOH 30% en 10 ml aceton toe aan 950 ml
ultrapuur water. Na het oplossen (roeren) wordt de pH op 4.5 gebracht
met 1 M NaOH; leng dan aan tot 1L. Bewaar in een plastieken fles voor
alle groepen.
Gebruiksklaar eluens
100 ml geconcentreerde oplossing wordt gemengd met 100 ml aceton en
aangelengd tot 1 L met ultrazuiver water. De pH van deze oplossing is

nu exact 5.0 Filtreer de oplossing door een 0.45 µm membraanfilter en
ontgas.
Standaarden
van NO3 - en SO4 2- uitgaande van hun Na of K zouten in ultrapuur water.
2 standaarden worden gemaakt die elk van de elementen bevatten in een
concentratie hetzij hoger, hetzij lager dan de onbekenden.
13.3.2 Te volgen werkwijze
Voorbereidend werk
1) Hoofdschakelaar van pomp, IC en integrator aan.
2) Plaats opvangbekers bij pomp, IC (15) en uiteinde van de capillair
afkomstig van de detector.
3) Vervang de microfilter op de IC (16)
4) Bereid het eluens
5) Microfiltratie en ontgassing van het eluens
6) Roer het eluens in de voorraaderlenmeyer; breng de filter erin en dek af
met A1-papier
7) Ontlucht de pomp zoals beschreven in paragraaf 2.1.
8) Stel de ‘flow rate’ in op de pomp: 2.00 mL/min
9) Stel de druklimieten in op de pomp:
Pressure min: 0.5 Mpa (5 bar)
Pressure max: 10.0 Mpa (100 bar)
10) Start het pompen van eluens door het systeem: pomp R/S (23)
11) Instellen van waarden op de 690 IC:
Range: tot 200 µS/cm
Sensitivity: 50
Full Scale: 4 µS/cm
Thermostat: on
Damping: 0
12) Conditionering van het systeem (pompen van eluens) tot een stabiele
achtergrond bereikt is; de druk is nu rond de 7.0 Mpa (70 bar).
p. 90/107

Analyse en evaluatie
13) Is de conditionering volbracht, trigger dan ‘Auto Zero’
14) Programmeer de integrator voor de opname van het chromatogram van
p. 91/107
de eerste standaard en dit volgens paragraaf 2.3.
15) Injectieklep (34) op positie ‘Fill’
16) Spoel en vul de loop met een syringe
17) Zet injektieklep (34) op positie ‘Inject’. De scheiding kan nu beginnen;
automatisch start de integrator
18) Het stoppen van de analyse na het verschijnen van de systeempiek: druk
op ‘STOP’ op de integrator
19) Evalueer nu het eerste chromatogram zoals beschreven in paragraaf 2.3.
20) Maak de integrator klaar voor de analyse van de 2de standaard
21) Herhaal punten 15 t.e.m. 18 voor de 2de standaard
22) Evalueer nu het tweede chromatograaf en maak de integrator klaar voor
de analyse van de eerste onbekende
23) Herhaal punten 15 t.e.m. 18 voor de te analyzeren oplossing
24) Geef de concentraties in ppm van C - , NO3 - en SO4 2- in de te analyzeren
oplossingen
25) Indien U over meerdere onbekenden beschikt, herhaal dan telkens
punten 22 deel II, 23 en 24
26) Na het beëindigen van alle analysen:
Opmerking:
Thermostaat IC: off
Pomp R/S: off
Roeren: off
Pomp: off
Integrator mag blijven opstaan
Ledig de opvang-erlenmeyers. Gedurende de middagpauze wordt er eluens
verder door het systeem gepompt.

13.4 Verslag
Het verslag omvat in hoofdzaak de chromatogrammen verkregen door de
recorder. U dient de evaluatie van de chromatogrammen en de door u
gevolgde werkwijze in detail te bespreken.
Alhoewel de integrator in staat is om het oppervlak van elke piek te bepalen
en weer te geven, en zelfs het resultaat indien de concentraties van de
standaarden wordt opgegeven, dient u de gegevensverwerking te baseren op
zowel de oppervlaktebepaling (hoogte x breedte op halve hoogte, evt. gewicht
van het papier onder de curve) als op de hoogte van de betreffende pieken.
p. 92/107

14 Berekeningen met ijklijnen
p. 93/107
Deel E. Addenda
Een ijklijn geeft een lineair verband tussen de concentratie en de gemeten
grootheid, en dit voor een klein concentratie gebied. Op basis van de ijklijn is
het mogelijk om met een gemeten waarde de concentratie te berekenen.
14.1 In Excel
Aan de hand van een voorbeeld, wordt in deze tekst het gebruik van Excel
aangewend voor de berekening van de concentratie. En hierbij staat één
vergelijking centraal: die van de rechte
y = a ⋅ x + b
In onderstaand voorbeeld vinden we een voorbeeld terug waarbij de
absorbantie van chroomionen bij drie golflengten werd gemeten voor 5
ijkstalen.
absorbantie
0.900
0.800
0.700
0.600
0.500
0.400
0.300
0.200
0.100
0.000
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
concentratie (mol/liter)
Nu willen we de concentratie van een onbekende berekenen aan de hand van
onze ijklijn. Hiervoor hebben we een aantal mogelijkheden in Excel tot onze
beschikking.

1. Het eenvoudigste is wellicht de add trendline functie in het grafiek-
werkblad. Hierbij kunnen enkele optionele parameters aangevinkt
worden: laat de rechte door de oorsprong lopen en geef de vergelijking
van de rechte weer. Op deze manier kunnen we de regressie coëfficiënten
a en b aflezen.
2. Een tweede manier bestaat erin een aantal ingebouwde functies te
gebruiken voor de bepaling van a en b. Deze functies zijn:
=slope(y-range,x-range) bepaling van de helling, d.i. a
=intercept(y-range,x-range) bepaling van afgesneden stuk op de y-as,
d.i. b
=linest(y,x,0,false) bepaling van de helling voor een rechte door
de oorsprong
Deze laatste manier verdient de voorkeur omdat daar een exacte numerieke
waarde berekend word en in een cel geplaatst, waardoor verdere verwerking
eenvoudiger en typfouten vermeden wordt.
Afhankelijk van een ijklijn die door de oorsprong loopt of niet, kan de
concentratie berekend worden als
y
x =
a'
( y − b)
x =
a
In een werkblad kan je de resultaten als volgt verifiëren:
p. 94/107

Dit zijn de originele meet
gegevens
p. 95/107
Bereken a, b en a’.
=SLOPE(B4:B8,A4:A8)
=INTERCEPT(B4:B8,A4:A8)
=LINEST(B4:B8,A4:A8,0,FALS
E)
Bereken de fit voor een
rechte, met gekende rico en
afgesneden stuk. (cel c3
resp. d3)
=$B$11*A3+$B$12
=A3*$B$14
Maak op basis van bovenstaande gegevens een grafiek, waarbij de
meetpunten als punten of kruisjes worden weergegeven en de ijklijn als een
rechte. Dan zie je de volgende grafiek verschijnen.
absorbantie
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
concentratie (mol/l)

15 Labovaardigheden
15.1 Water
In het labo worden er drie soorten water gebruikt, namelijk:
• Leidingwater
• Gedistilleerd water of gedeïoniseerd water
• Dubbel gedistilleerd water of dubbel gedeïoniseerd water
Leidingwater: wordt gebruikt voor de bereiding van gedeïoniseerd water en
voor het schoonmaken van zeer vuil glaswerk.
Gedistilleerd water: vroeger werd water voor het labo eenmaal gedistilleerd.
Tegenwoordig wordt dit soort water bereid door leidingwater door een
ionenwisselaar te laten lopen. Het resultaat wordt gedeïoniseerd of
gedemineraliseerd water genoemd, bv. Seradest water. (Seradest is een
merknaam van een ionenuitwisselaar)
Ionaire verbindingen kunnen ook uit leidingwater worden verwijderd aan de
hand van een semi-permeabele membraan. Dit wordt osmose water genoemd.
Dit soort water kan gebruikt worden voor het reinigen van glaswerk en voor
bepalingen op ppm niveau.
Dubbel gedistilleerd water (bidest): vroeger werd dit water bereid door
gedistilleerd water opnieuw te distilleren in een kwartstoestel. Tegenwoordig
bereidt men het equivalent van bidest door osmose water door een
ionenwisselaar te laten lopen (bv. Milli-Q water). Dit soort water wordt
gebruikt bij bepalingen op ppb niveau of lager.
p. 96/107

15.2 Reinigen van glaswerk
In een anorganisch analytisch labo zou glaswerk nooit mogen gespoeld
worden met leidingwater, tenzij het glaswerk zeer vuil is.
Indien bijvoorbeeld een maatkolf een oplossing van 10 ppm natrium bevatte,
heeft het geen zin om deze maatkolf te gaan spoelen met leidingwater dat 100
ppm natrium bevat. Spoel daarom glaswerk steeds driemaal uit met kleine
hoeveelheden gedeïoniseerd water of indien nodig met Milli-Q water. Indien
het glaswerk droog moet zijn, om bijvoorbeeld af te wegen, kan men deze
naspoelen met een kleine hoeveelheid aceton (pro analyse) en vervolgens
voor enige tijd in de oven te plaatsen.
15.3 Chemicaliën afwegen
Weeg chemicaliën, die men wil oplossen, steeds af in een beker. Een veel
voorkomende fout is het afwegen van een product in een maatkolf. Als je dit
doet stelt er zich een groot probleem indien het afgewogen product niet wil
oplossen op kamertemperatuur. Immers, opwarmen van de vloeistof in de
maatkolf is niet toegestaan ! Het is dus beter de chemicaliën eerst af te wegen
in een beker, ze op daarin op te lossen (ev. met verwarmen om het oplossen te
vergemakkelijken) en pas daarna de afgekoelde oplossing kwantitatief over te
brengen in een maatkolf en aan te lengen.
Ook het gebruik van papier om een product op af te wegen is niet aan te
bevelen, tenzij men het papier achteraf terug weegt.
p. 97/107

15.3.1 Soorten balansen
• De bovenweger
Gebruik een bovenweger enkel om
reagentia af te wegen.
• De analytische balans
Gebruik een analytische balans om een
monster af te wegen of voor de bereiding
van een stockoplossing.
Controleer of de balans waterpas staat,
verwittig de assistent indien dit niet het
geval is.
Het is niet de bedoeling de balans te verschuiven of te draaien.
Sluit de deur van de balans tijdens het afwegen.
Vergeet het gewicht niet te noteren.
Reinig de balans en omgeving na gebruik, indien nodig. Een balans is een
precisietoestel, chemische producten kunnen het toestellen aantasten.
Bovendien zijn gemorste producten een gevaar voor je collega’s.
p. 98/107

15.4 Transport van een gekende volume vloeistof
Om een gekend volume vloeistof over te brengen heb je een beker, een
maatcilinder, een glazen pipet en een semi-automatische pipet tot je
beschikking.
• Beker
p. 99/107
Bekers en ook erlenmeyers worden gebruikt voor reacties, oplossen en
transport. De aangebrachte volumes zijn slechts benaderend en
onnauwkeurig (fout 5%). Gebruik dus een beker niet om volumes te meten
tenzij het volume niet belangrijk is.
• Maatcylinder
Maatcylinders zijn voldoende nauwkeurig met een fout van ongeveer 1%.
Gebruik een maatcylinder voor het toevoegen van reagentia.
• Glazen pipet
Er zijn glazen verdeelpipetten en volumetrische pipetten in vele
inhoudsmaten beschikbaar.
Glazen verdeelpipetten hebben een schaalverdeling, waardoor het
mogelijk is meerdere volumina af te meten. Ze zijn echter minder
nauwkeurig dan de volumetrische pipetten, ook volpipet genoemd.
Volpipetten zijn geschikt voor de bereiding van standaarden en
verdunningen van monsters.

15.5 Gebruik van volumetrische pipetten
Een volumetrische pipet gebruikt men als volgt:
1. Men monteert allereerst een veiligheidspeer op de pipet. Zuig nooit met
de mond aan een pipet!!!
2. Vlak boven het dikke gedeelte van de pipet is een maatstreep aangebracht;
men zuigt zoveel vloeistof op dat het niveau boven deze maatstreep
uitkomt.
3. Daarna haalt men de punt van de pipet uit de op te zuigen vloeistof, veegt
deze schoon met een droog vloeipapiertje en houdt de punt onder een
hoek van 45 graden tegen de droge zijwand van het glazen vat.
4. Men laat nu heel langzaam wat vloeistof uitlopen totdat de onderzijde van
de meniscus precies gelijk staat met de maatstreep.
5. Nu neemt men het vat weg en plaatst de punt van de pipet tegen de droge
zijwand van het vat waarin de oplossing moet worden uitgemeten. Laat
de vloeistof langzaam uit de pipet lopen.
6. Zonder schudden neemt men enkele seconden na het uitlopen de pipet
weg.
p. 100/107

15.6 Semi-automatische pipetten
Deze soort pipetten zijn zeer geschikt voor het pipetteren van kleine volumes
(< 1 ml) en kunnen dan ook gebruikt worden voor de bereiding van
standaarden en verdunningen van monsters, evenals voor het toevoegen van
kleine volumes reagentia. Het is echter zeer belangrijk om deze pipetten juist
te gebruiken.
Er zijn drie soorten semi-automatische pipetten in gebruik:
• Eén voor een volume van 5 tot 20 µl, te gebruiken met de gele tips.
• Eén voor een volume van 40 tot 200 µl, te gebruiken met de gele tips.
• Eén voor een volume van 200 tot 1000 µl, te gebruiken met de blauwe
p. 101/107
tips.
In tegenstelling met volpipetten moet men semi-automatische pipetten
regelmatig controleren en kalibreren. Controleer je pipet bij het begin van je
experiment om pipetteerfouten te vermijden. Verwittig de assistent indien de
pipet niet nauwkeurig of reproduceerbaar is.
Controle procedure
• Weeg een leeg afgesloten recipiënt op een analytische balans.
• Stel je pipet in op het aangegeven volume (zie tabel).
• Pipetteer een volume gedistilleerd water in het recipiënt en weeg het.
• Herhaal viermaal.
• Bereken het gemiddeld volume en de reproduceerbaarheid.
• Het berekende volume kan eventueel gecorrigeerd worden voor de
temperatuur van het water voor een zeer juiste ijking.
Dichtheid van water
18 ºC: 0.9985986 20 ºC: 0.9982071 25 ºC: 0.9970479

Pipet Instelling Nauwkeurigheid Reproduceerbaarheid
5 - 40 µl 10 µl 9,8 – 10,2 µl < 2 %
40 – 200 µl 70 µl 69,4 – 70,6 µl < 2 %
200 – 1000 µl 300 µl 298 – 302 µl < 2 %
Veel voorkomende fouten met semi-automatische pipetten:
• Een tip nemen uit de zak met je hand. Hiermee contamineer je niet alleen
de tip maar ook de andere tips in de zak. Ga daarom met de punt van de
pipet in de plastiek zak en duw een tip op de pipet in de zak. Sluit
zorgvuldig het pak met de tips na gebruik.
• Een pipet met vloeistof in de punt neerleggen of met de punt naar omhoog
houden. Wanneer je een vloeistof hebt opgezogen moet je die ook
onmiddellijk terug pipetteren.
• Vloeistof opzuigen tot voorbij de tip. Laat de knop nooit hortend los. Er
•
mag nooit vloeistof opgezogen worden in de pipet zelf. Indien dit toch
gebeurt moet je de assistent verwittigen.
Handleiding semi-automatische pipetten
Het volume wordt ingesteld met de verstelbare knop
boven aan de pipet (zie figuur 3). Om het volume te
verhogen draai de knop tegen wijzerzin. Om het
volume te verlagen in wijzerzin. Ga niet verder dan
het volumegebied van de pipet.
Steek de juiste tip op de pipet. Om contaminatie van de tip te vermijden mag
je de tip NIET aanraken met je vingers.
Figuur 3: Instellen van het volume.
p. 102/107

Pipetteren van een volume
Figuur 4: Het pipetteren.
Duw de knop tot de eerste stop.
1. Steek de punt van de tip ongeveer 1 cm diep in de vloeistof.
2. Zuig de vloeistof op door de knop langzaam los te laten.
3. Ga nu met het opgezogen volume naar de recipiënt.
4. Pipetteer de vloeistof door de knop langzaam naar de eerste stop te
duwen. Wacht een seconde en duw de knop verder naar beneden naar de
tweede stop. Er mag geen vloeistof achterblijven.
5. Verwijder de tip alvorens een nieuw volume te pipetteren.
Oefen deze werkwijze met gedistilleerd water alvorens je oplossingen gaat
bereiden.
p. 103/107

16 Veiligheid in het laboratorium
Iedereen is verantwoordelijk!
Een gebrek aan voorbereiding is een
gevaar voor de veiligheid in het labo.
Iemand dit onvoldoende voorbereid in het practicum arriveert
zal onzeker zijn, tijd verliezen
en een grotere kans maken om vergissingen te begaan.
Bij het begin van ieder practicum heb je de kans
om vragen te stellen aan de docent(en) ,
assistent(en) en labo verantwoordelijken
over de proeven die op het programma staan.
Aarzel niet hiervan gebruik te maken.
Luister aandachtig naar de mondelinge instructies van de
assistent(en)/docent(en).
Zij zijn mede verantwoordelijk voor jullie veiligheid; in de eerste
plaats zijn jullie echter zelf verantwoordelijk !
p. 104/107

• Draag steeds een veiligheidheidsbril in het labo
• Het dragen van contactlenzen is in het labo niet aan te raden
p. 105/107
• Het is bijna onmogelijk om contactlenzen te verwijderen nadat
er chemische producten in de ogen zijn gekomen.
• Chemische producten die onder contactlenzen zijn gekomen
zullen het oog meer beschadigen dan onder normale
omstandigheden.
• De kunststoffen gebruikt voor contactlenzen zijn doorlaatbaar
voor chemische dampen en kunnen irritatie veroorzaken.
• Lang haar is gevaarlijk in het labo
• Bind lang haar bijeen.
• Draag praktische kledij in het labo en een labojas
• Draag geen dure kledij. spatten van zuren maken lelijke gaten of
verkleuren de stof.
• Draag geen loshangende kledij.
• Sandalen en korte broeken zijn niet aangeraden in het labo.
• Ringen, horloges en juwelen zijn gevaarlijk in het labo
• Corrosieve en irriterende stoffen kunnen onder ringen en
horloges komen en irritatie veroorzaken.
• Los hangende juwelen kunnen in een toestel terechtkomen en
een ongeval veroorzaken.
• Ringen kunnen vast komen te zitten achter roterende
onderdelen van een toestel en een ongeval veroorzaken.

• Was je handen na het verlaten van het labo en voor je iets eet, drinkt
of rookt
• Je handen wassen moet een automatisme worden indien ze in
contact zijn gekomen met chemische producten. Zelfs het
aanraken van een fles met een giftig product moet reeds
voldoende zijn om je handen te wassen.
• Eten, drinken en roken zijn verboden in het labo
• Zuig geen vloeistoffen op in een pipet met de mond, maar gebruik
een veiligheidspeer
• Verwittig de assistent onmiddellijk als er een ongeval is gebeurd
• Weet de brandblussers staan en hoe ze te gebruiken
• Een brandende beker of fles doof je niet met een brandblusser
omdat de kracht van de blusser de beker of fles van de labotafel
kan blazen. Bedek de brandende beker of fles met een
onbrandbaar voorwerp zoals een horlogeglas of een natte doek.
• Loop niet weg als je kleren in brand staan, maar rol je over de
grond om de vlammen te doven. Gebruik een branddeken of
een douche om het vuur te doven bij een collega.
• Laat gedurende minstens 15 minuten water stromen over een
verbrande huid en verwittig de assistent.
• Breng nooit overtollige vaste of vloeibare producten terug in de
originele fles
• Hou je werkruimte proper
• De meest voorkomende incidenten in een laboratorium ontstaan
door het morsen van chemicaliën. Alle gemorste producten
worden onmiddellijk opgeruimd, zowel op de werktafel als de
p. 106/107

p. 107/107
werkvloer. Kleine hoeveelheden kunnen opgeruimd worden
met papier. Zuren en basen kan men best eerst verdunnen met
water. Indien grote hoeveelheden gemorst worden, bijvoorbeeld
door het breken van een fles, moet onmiddellijk een assistent
verwittigd worden.
• Hou de werkvloer vrij van glas, vloeistoffen en boekentassen
• Ruim gebroken glas onmiddellijk op. Gebruik een borstel.
• Sluit alle recipiënten na gebruik en zet ze terug op hun plaats
• Voeg steeds zuren toe aan water, wees zeer voorzichtig bij
verdunning van geconcentreerd zwavelzuur
• Zet gasflessen steeds vast en draai ze slechts een halve slag open
en tenslotte:
• Draai een gasfles slechts open tot er voldoende druk ontstaat in
de ontspanner. In geval van nood duurt het veel langer om een
volledig geopende gasfles dicht te draaien.
• Het practicum is geen speelplaats !
• Gedraag je zoals het hoort in een omgeving waar (gevaarlijke,
bijtende, irriterende, brandbare, ...) chemische producten
aanwezig zijn in breekbare recipiënten.