Oppgave 1. a. Ergosterol, en forløper for vitain D, har λaks 8 n. Ved λaks er ε 11900 M -1 c -1. Hva er konsentrasjonen av ergosterol i en løsning ed absorbans A 0,065 ålt i en 1,000 c kyvette? b. En spektofotoetrisk undersøkelse skal utføres på en forbindelse ed ε 5000 c -1 M -1. En løsningen forventes å ha konsentrasjon 0,003 M. øyaktig konsentrasjon skal sjekkes ed spektrofotoetrisk åling. Absorbansen so avleses i spektrofotoeteret bør være ello 0,4 og 0,5. Kyvettebredden er 1,000 c. Med hvilken faktor bør løsningen fortynnes, før det gjøres spektrofotoetriske ålinger? c. Molekyler kan absorbere stråling i UV-orådet fra 00 til 400 n. Beregn hvor ye energi so absorberes per ol i olekyler so absorberer UV-stråling ed bølgelengde 00 n, og i olekyler so absorberer lys ed bølgelengde 400 n? d. Fe(II) katalyserer oksidasjon av luinol ed hydrogenperoksid. Intensiteten av påfølgende cheiluininscens øker lineært ed konsentrasjonen av Fe(II). Konsentrasjon av Fe(II) i en prøveløsning skal bestees. L av prøveløsningen ble tilsatt 1 L vann, L hydrogenperoksid og 1 L av en basisk løsning ed luinol. Intensiteten av eittert luiniscens ble ålt i 10 sekunder og var 16,1 (vilkårlige enheter). I et annet forsøk ble L av prøveløsningen tilsatt 1 L av en løsning der konsentrasjonen av Fe(II) var 5,15 10-5 M, L hydrogenperoksid og 1 L luinol. Signalet ålt over 10 sekunder var nå 9,6. Beregn den olare konsentrasjonen av Fe(II) i prøveløsningen. Oppgave. Innholdet av etaller i tørrelkspurver ble ålt ved ICP-AES. Det ble laget løsninger av tørrelkpulveret. Det ble gjort to sett av ålinger og i det ene settet ble løsningene tilsatt CsCl. Resultatene er gitt i tabellen under. Masseprosent av utvalgte eleent i elkepulver. Eleent Prøven ikke tilsatt CsCl Prøven tilsatt CsCl 1% Sertifiserte verdier (w/v) Ca 0,849± 0,033 0,931± 0,019 0,9± 0,049 K 0,844± 0,044 1,304± 0,033 1,363± 0,047 a 0,77± 0,010 0,80± 0,004 0,356± 0,040 a. Fra tabellen ser an at sertifiserte verdier og ålte verdier steer bedre når løsningene tilsettes en liten engde CsCl. Forklar dette.
b. Prøveløsningene i oppgave a ble laget ved å løse elkepulver i ionebyttet vann. Kalibreringsløsninger ble laget ved å løse salter i ionebyttet vann. Kalibreringsløsningene og prøveløsningene hadde noe forskjellig viskositet. Det anbefales derfor at prøveløsninger og kalibreringsløsninger tilsettes scandiu so intern standard. Forklar hensikten ed en intern standard. c. Ca sender ut lys ed bølgelengde 4,7 n. år Ca sender ut lys ed denne bølgelengden er Ca-atoene i første eksiterte tilstand. i. Beregn energidifferansen ello grunntilstanden og første eksiterte tilstand? ii. Relativ degenerasjon ello første eksiterte tilstand og grunntilstanden for Ca, g*/g o 3. Beregn forholdet */ o ved 600 K (teperatur so benyttes i flae AES) og 8000 K (teperatur so benyttes i ICP-AES). d. Forklar hva so enes ed Doppler effekten. Forklar hvorfor Dopplereffekten øker ed økt teperatur og øker ed avtagende asse på atoene. Oppgave 3. a. Korrigert retensjonstid for oktan, toluen og nonan på en GC kolonne var 15,87 inutter, 17,73 inutter og 30,4 inutter. Hva er Kovats retensjonsindeks for de tre forbindelsene? b. Følgende data ble ålt ved en gasskroatografisk analyse av 1,4- dietylbenzen ( p-xylen) og 5-etylheksan--on ( etylisobutylketon, MIBK) på en gasskroatografisk kolonne Injeksjonsetode Forbindelse tr, inutter Toppareal Toppbredde ved basis, inutter Splitt MIBK 1,878 5485 0,08 p-xylen 5,34 13483 0,044 Splittløs MIBK 3,40 493005 1,057 p-xylen 5,795 3396656 1,051 Forklar forskjeller i retensjonstid, toppareal og toppbredde ved basis når an bytter fra splitt injeksjon til splittløs injeksjon. c. Konsentrasjonen av pesticidrester i appelsiner kan bestees ed GC. Pesticider ekstraheres fra prøvene ed dikloretan. Ekstraktet oppkonsentreres deretter til et indre volu ved å dape inn dikloretanløsningen. Antracen-d10 tilsettes so intern standard. Innholdet av heptaklorepoksid (HE), et pesticid, i appelsinskall skulle bestees. 50,0 g appelsinskall ble hakket og tilsatt 50,00 L
dikloretan. Ikke løselig ateriale ble fjernet ved filtrering. Løsningen ble dapet inn, tilsatt en kjent engde antracen-d10 og fortynnet til 10 L i en ålekolbe. Analyse gav forholdet AHE/Aint.stand 0,108. AHE/Aint.stand er forholdet ello areal av HE og areal av intern standarden antracen-d10 i kroatograet. En serie kalibreringsstandarder so alle inneholdt sae engde antracen-d10 i dikloretan ga resultatene vist i tabellen nedenfor. Hva var konsentrasjonen av HE i 10 L ålekolben? Gi svaret i µg/l. Hva var innholdet av HE i appelsinskallet? Gi svaret so ng HE per g appelsinskall. Heptaklorepoksid, µg/l 0,0 0,065 60,0 0,153 00,0 0,637 500,0 1,554 1000,0 3,198 AHE/Aint.stand d. I en kroatografisk analyse av pesticidet Dieldrin fikk an en topp ed retensjonstid 8,68 inutter og bredde ved basis lik 0,9 inutter. Hva er platetallet i separasjon? Kolonnen so ble brukt i analysen var 10 eter. Hva er platehøyden? Oppgave 4. a. Tabellen nedenfor viser kapasitetsfaktoren ( retensjonsfaktoren) for - ainobenzosyre på en C18 kolonne ålt i en serie eksperient. So obilfase ble det benyttet 10% v/v etanol bufret til forskjellige ph verdier. Forklar hvorfor k varierer ed ph i obilfasen. ph,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 k 10,5 16,7 15,8 8,0, 1,8 b. Tabellen nedenfor viser kapasitetsfaktorene ( retensjonsfaktorene) for salicylaid, k sal, og koffein, k koff, ålt på en C18 kolonne. Det ble benyttet obilfaser ed forskjellig innhold av etanol. Forklar hvorfor kapasitetsfaktorene varierer. Hva er fordelen ved å bruke et lavt innhold av etanol? Er det noen uleper? O H O CH 3 OH O salisylaid CH 3 koffein vol% etanol 30 35 40 45 50 55 k sal,,4 1,6 1,6 1,0 0,7 0,7 k koff 4,3,8,3 1,4 1,1 0,9
c. Anta at du ønsker å separere benzosyre, asparta og koffein i lettbrus på en C18 kolonne. Tabellen nedenfor viser hvordan retensjonstidene, tr, varierer ed ph i obilfasen. O O O COOH H CH OCH 3 3 H COOH O CH 3 benzosyre asparta koffein ph i obilfasen 3,0 3,5 4,0 4,5 benzosyre, tr (inutter) 7,4 7,0 6,9 4,4 asparta, tr (inutter) 5,9 6,0 7,1 8,1 koffein, tr (inutter) 3,6 3,7 4,1 4,4 i. Forklar forandringer i retensjonstid for hver av forbindelsene. ii. Plott retensjonstid ot ph for hver av forbindelsene på sae graf. Hvilken ph vil gi den beste separasjon? d. Saensetningen av en ultivitaintablett skulle bestees ed HPLC ed UV detektor. En 5 µl standard prøve so inneholdt 170 pp vitain C, 130 pp niacin, 10 pp nikotinaid, 150 pp pyridoksin, 60 pp tiain, 15 pp folinsyre og 10 pp riboflavin ble injisert i en HPLC og gav signal på h. h. v. 0,, 1,35, 0,90, 1,37, 0,8, 0,36 og 0,9. En ultivitaintablett ble pulverisert. Pulveret ble overført en 15 L erleneyerkolbe so inneholdt 10 L 1% v/v H3 i dietylsulfoksid. Etter at den hadde stått på ultralydbad i inutter ble løsningen fortynnet til 100 L ed % eddiksyre. Løsningen ble rørt i 1 inutt, nok en gang satt på ultralydbad i 5 inutter og deretter filtrert gjenno et 0,45 µ filter. Injeksjon av 5 µl løsning på HPLC gav signal på 0,87 for vitain C, 0,00 for niacin, 1,40 for nikotinaid, 0, for pyridoksin, 0,19 for tiain, 0,11 for folinsyre og 0,44 for riboflavin. Beregn antall illigra av hver av vitainene i tabletten. Hva er hensikten ed å filtrere løsningen før den påsettes en HPLC kolonne? (pp µg/g)
Løsningsforslag Oppgave 1a A 0,065 6 c 5,5 10 M 1 1 b ε 11900c M 1,00c Oppgave 1b. Ønsket konsentrasjon ligger i orådet: 0,4/(5000M -1 c -1 1 c) til 0,5/(5000 M -1 c -1 1 c) eller 0,00008 M til 0,0001 M Kaller faktoren so 0,003 M løsningen å fortynnes ed F. Løsingen fortynnes slik at an får sluttkonsentrasjoner i orådet 0,00008 til 0,0001 M 0,003 M F 0,00008M F 03 0,003 M F 0,0001M F 54 Derso vi tar ut 1 L og fortynner til 50 L vil vi få en løsning av passende styrke. Fortynningsfaktoren er da 50. Oppgave 1c. E Ahc λ 6,0 10 3 1 ol 6,636 10,00 10 7 34 Js 3,00 10 8 s 6,0 10 kj ol E Ahc λ 6,0 10 3 1 ol 6,636 10 4,00 10 7 34 Js 3,00 10 8 s 3,0 10 kj ol Oppgave 1d Standard tilsetningslikningen: [ X ] i [] S + [ X ] x ( f f ) I x+ s I Kaller konsentrasjonen i den ukjente for x. Voluet er det sae i de to løsningene og vi kan sette. X 16,1 9, ( 5,15 10 + X ) 5 5 x 3,10 10-5 M Oppgave a. Visse eleenter særlig alkalietallene og noen av jordalkalietallene ioniseres lett. Dette resultere i at antall nøytrale atoer avtar og dered at sensitiviteten avtar. Denne effekten er ingen interferens derso standarder og prøver ioniseres på sae. Ionisasjon kan reduseres ved at an tilsetter et etall so lettere ioniseres, f. eks. kan Cs. Dette øker atoiseringsutbyttet.
Oppgave b. En intern standard er en kjent engde av en forbindelse forskjellig fra analytten so tilsettes den ukjente. Signal fra analytten saenlignes ed signal fra intern standard so var tilstede. Intern standard er spesielt nyttig i analyser der engde av prøve so analyseres varierer litt fra kjøring til kjøring av årsaker so er vanskelig å kontrollere, f. eks viskositeten av en vannløsning og en løsning laget fra elkepulver. Den relative respons av detektoren for analytt og standard er vanligvis konstant over et bredt oråde av betingelser. Oppgave c. hc E hν λ Ved 600 K E kt * * g e o go Ved 6000 K * * g e g o o E kt 3e 3e 34 8 6,661 10 Js,9979 10 / s 19 4,699 10 9 4,7 10 19 4,699 10 3 1,381 10 J 600K K 19 4,69910 3 J 1,38110 8000K K 6,1 10 0,043 6 J / olekyl 83kJ / ol Oppgave d. Dopplereffekten gir økt linjebredde. år et ato beveger seg ot detektoren vil stråling so absorberes av atoet registreres ved høyere frekvens, enn o atoet sto i ro i forhold til detektoren. år et ato beveger seg vekk fra detektoren vil stråling so absorberes registreres ved lavere frekvens enn o atoet sto i ro i forhold til detektoren. år teperaturen øker atoenes hastighet og dered linjebredden. Atoer ed større asse har lavere hastigheten og indre linjebredde. Oppgave 3a. Kovats retensjonsindeks:,, log t r ( ukjent) log t r ( n) I 100 n + ( n),, log t r ( ) log t r ( n) der n er antall karbonatoer i alkanet so har færrest C-atoer er antall karbonatoer i alkanet so har flest C-atoer. tr'(n) er korrigert retensjonstid for alkanet ed færrest C-atoer tr'() er korrigert retensjonstid for alkanet ed flest C-atoer. Kovats retensjonsindeks for noral alkener er 100 ganger antall karbonato Ioktan 100 8 800 Inonan 100 9 900 toluen
log(17,73) log(15,87) I 100 8 + (9 8) 817 log(30,4) log(15,87) Oppgave 3b. Ved splittløs injeksjon påsettes kolonnen en ye større prøveengde og topparealet vil derfor øke. Det tar lengre tid for prøven å fordape fullstendig. Den vil fordape over en periode og derfor øker toppbredden. Retensjonstiden vil også øke da fordapning tar lengre tid. tr Vr Oppløsningsevnen Rs er langt større når det brukes splitt wav wav injeksjon Rs 93 enn når det brukes splittløs injeksjon Rs,5. Forholdet ello topparealene er forskjellig når det brukes splitt injeksjon Ap-xylen/AMIBK,7 og splittløs injeksjon Ap-xylen/AMIBK 1,36 hvilket kan skyldes at p-xylen fordaper lettere og en større andel av denne forbindelsen derfor koer inne på kolonnen ved bruk av splitt injeksjon. Oppgave 3c. Ved inste kvadraters etode finner an følgende saenheng ello areal_ heptaklorepoksid/areal_internstandard Y og konsentrasjonen av heptaklorepoksid. Y 0,003198 C -0,014 areal_ heptaklorepoksid/areal_internstandard Y og konsentrasjonen av heptaklorepoksid. Y 0,003198*C -0,014 Areal forhold ålt i den ukjente: 0,108 0,108 + 0,014 Konsentrasjonen i 10 L prøven blir da: 38, 1 0,003198 Mengden i 10 L so er engden i 50 g appelsinskall: 0,381 µg C µg/l Konsentrasjon i skallet: 0,381 µg/50 g 0,0076 µg/g 7,6 ng/g Oppgave 3d. tr 16 w 8,68 in 16 0,9 in 14300 L 10 1000 H 0,70 700µ 14300 1 Oppgave 4a. COOH H 3 COOH COO H H
-ainobenzosyre eksisterer i tre forer. Ved lav ph er foren til venstre doinerende. Den er ionisk og vil ikke retarderes så godt på en C 18 kolonne. år an øker ph vil foren ed positiv ladning på nitrogen avta og den nøytrale foren øke. Den nøytrale foren er godt løselig i stasjonærfasen og vil retarderes godt. Ved høyere ph vil an få stadig er av foren til høyre. Denne er ionisk og vil ikke retarderes så godt so den nøytrale på en C 18 kolonne. Oppgave 4b. Både salisylaid og koffein er bedre løselige i obilfasen i høyre innhold av etanol. De vil derfor å hurtigere gjenno kolonnen og ha lavere kapasitetsfaktor når innholdet av etanol i obilfasen øker. Fordelen ved å bruke et lavt innhold av etanol er at det gir bedre separasjon. Ulepen er at stoffene bruker lengre tid gjenno kolonnene. Man bør derfor bruke så liten etanolengde at an får grunnlinjeseparasjon, en ikke vesentlig lavere fordi da vil stoffene bruke for lang tid gjenno kolonnen. Oppgave 4c Benzosyre: år ph øker dissosierer er benzosyre og det dannes benzoat so er indre løselig i stasjonærfasen. Koffein: Koffein har et nitrogenato so protoniseres i surt iljø. Ved økt ph får vi er av den nøytrale foren so er er løselig i stasjonærfasen og derfor øker retensjonstiden. Asparta: Asparta har to ainogrupper og en syregruppe. Molekylet blir er nøytralt når ph øker, da øker løseligheten i stasjonærfasen og retensjonstiden øker. Vi ser fra diagraet nedenfor at ph 3 gir best separasjon av toppene.
4,4 4, 4 ph 3,8 3,6 3,4 3, 3 0 1 3 4 5 6 7 8 9 retensjonstid, inutter Blå linje viser hvordan retensjonstiden for benzosyre varierer ed ph. Rød linje viser hvordan retensjonstiden for asparta varierer ed ph. Gul linje viser hvordan retensjonstiden for koffein varierer ed ph. Oppgave 4d Standardardløsning k Prøveløsning Konsentrasjon, g/l, C 1 S 1 k C 1 C 1 S k Innhold i en tablett, g vitain C 170 0, 0,001941 0,87 67 67, niacin 130 1,35 0,0103846 0 0 0,0 nikotinaid 10 0,9 0,0075 1,4 187 18,7 pyridoksin 150 1,37 0,00913333 0, 47,4 tiain 60 0,8 0,01366667 0,19 14 1,4 folinsyre 15 0,36 0,04 0,11 4,6 0,5 riboflavin 10 0,9 0,09 0,44 15 1,5 S 1 S C Antar lineær saenheng ello signal, S og konsentrasjonen C. S k C Finner proporsjonalitetkonstanten k for alle vitainene ut fra ålingen i standardløsningene. Ut fra signalet i prøveløsningen og k bestees konsentrasjon i prøveløsningen for alle vitainene. Prøveløsningen ble laget ved å løse pulveret i 100 L. Mengden i prøveløsningen so er totalengden i en tablett fås ved å ultiplisere konsentrasjonen ed voluet av prøveløsningen 100 L. Løsningen filtreres for at ikke partikulært aterial skal påsettes kolonnen og derved degradere den.