ĐẠI CƢƠNG hóa PHÂN TÍCH

ĐẠI CƢƠNG HĨA PHÂN TÍCH BỘ MƠN HỐ PHÂN TÍCH KIỂM NGHIỆM TS PHAN THANH DŨNG ĐẠI CƢƠNG HÓA PHÂN TÍCH Mục tiêu học tập • Trình bày đƣợc đối tƣợng, chức và phân loại của hóa học phân tích • Nêu đƣợc nợi dung của hóa học phân tích • Giải thích đƣợc các bƣớc thực của qui trình phân tích LỊCH SỬ Từ thuật giả kim (Alchemy) đến hóa học (chemistry) - Đất đá nóng chảy thành kim loại - Hai chất pha trộn với bốc cháy - Nƣớc ép từ một số cỏ chữa trị bệnh Con ngƣời bắt đầu suy nghĩ kết hợp với quan sát thử nghiệm để cố gắng tìm hiểu giới = nhà giả kim thuật (Alchemist) - Thay đổi kim loại phổ biến thành vàng - Tìm mợt loại thuốc mà chữa bá bệnh, thuốc “cải lão hoàn đồng” Đến năm 1600 , nhà giả kim thuật học cách quan sát thử nghiệm để có thơng tin hữu ích cả ma thuật phép thuật đƣợc gán cho trƣớc đó thuật giả kim Họ học đƣợc cách tạo giả thuyết, thu thập chứng cứ đén kết luận HÓA HỌC đời LỊCH SỬ - Phân tích hệ thống nguyên tố Justus von Liebig (Đức, 1803 – 1873) Nhóm Thuốc thử Ion Đặc điểm nhóm I Ag+, Pb2+, HCl 6M Hg22+ II / HNO3 Ba2+, Sr2+, H2SO4 3M Al3+, Cr3+, NaOH 3M Hydroxyt lƣỡng tính, tan /kiềm dƣ Zn2+ IV Tủa sulfat, không tan/ acid vô cơ, a acetic Ca2+ III Tủa clorid màu trắng, không tan NaOH + H2O2 Hydroxyt không tan/ kiềm dƣ Fe3+, Mn2+, Mg2+, Bi3+ V Cu2+, Co2+ , NH4OH NH4OH dƣ Hg2+ VI Na+, K+, NH Hydroxyt, tạo phức + Khơng có tan / LỊCH SỬ - Phân tích hệ thống nguyên tố Justus von Liebig (Đức, 1803 – 1873) Nhóm Ion Thuốc thử Đặc điểm Tủa I Cl-, Br-, I-, SCN- II SO42-, CO32-, PO43-, BaCl2 Tủa trắng BO2-, C2O42- tan/acid trừ AgNO3/HNO3 BaSO4 III NO3-, MnO4- Khơng có thuốc thử nhóm LỊCH SỬ - Phản ứng định tính nguyên tố nhóm chức (nhiều nhà khoa học) - Phát triển mạnh sau 1900 nhờ vào thành tựu của khoa học “phân tích cơng cụ” (Instrumental analysis) LỊCH SỬ Thịt cá ngừ đóng hộp có chứa vết kim loại gì ? Bụi mặt trăng có chứa sắt ? Chất mới tổng hợp có cấu trúc nhƣ nào ? Độ tinh khiết ? Hàm lƣợng aspirin viên thuốc trị nhức đầu là ? GiỚI THIỆU MỘT SỐ KHÁI NiỆM Hóa phân tích là khoa học nghiên cứu các phƣơng pháp xác định THÀNH PHẦN HÓA HỌC của chất và CẤU TRÚC của các hợp phần có chất phân tích • Định tính: nghĩa là có thể xác định xem chất phân tích đƣợc cấu tạo nguyên tố nào, nhóm chức nào, và phân tích xem các nguyên tố và các nhóm chức đó đƣợc xếp và liên kết với nhƣ nào (phân tích cấu trúc) • Định lƣợng: dùng các phƣơng pháp phân tích để xác định thành phần định lƣợng của các nguyên tố, các hợp chất hóa học chất phân tích GiỚI THIỆU MỘT SỐ KHÁI NiỆM Hóa phân tích là khoa học về các phƣơng pháp phân tích hóa học và mức độ nhất định xác định cấu trúc hóa học Về phƣơng tiện có thể hiểu đó là: dụng cụ, thuốc thử, chất chuẩn, thiết bị, v v…Phƣơng pháp và phƣơng tiện của phân tích thay đổi thƣờng xuyên để đƣa hƣớng mới, sử dụng nguyên tắc mới nhằm giải vấn đề tại cả lĩnh vực giải thích từ xa xƣa CHỨC NĂNG CỦA HĨA PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI Giải các vấn đề chung của phân tích hóa học: phát triển và hoàn thiện luận thuyết các phƣơng pháp phân tích Nghiên cứu các phƣơng pháp phân tích hóa học: định tính và định lƣợng mợt hệ thống chƣa biết XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH K = (n-1) P 0,90 0,95 0,99 6,31 12,7 63,7 2,92 4,30 9,92 2,35 3,18 5,84 2,13 2,78 4,60 2,01 2,57 4,03 1,94 2,45 3,71 1,89 2,36 3,50 1,86 2,31 3,36 1,83 2,26 3,25 10 1,81 2,23 3,17 16 1,75 2,12 2,92  1,64 1,96 2,58 Xtb  M t tn  SD n • Nếu ttn < tlt : khơng có sai số hệ thống • Nếu ttn > tlt : có sai số hệ thống XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH Sai số ngẫu nhiên (Sai số không xác định): xử lí theo thống kê toán học Sai số hệ thống (Sai số xác định): tìm cách khắc phục và loại trừ Sai số thô: loại chuẩn Dixon test T Khi kết quả đo khác xa với giá trị trung bình hay giá trị thực của mẫu XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH LOẠI SAI SỐ THÔ- chuẩn Dixon- test Q Thí dụ: Kết quả định lƣợng hàm lƣợng của Vitamin B1 viên Trivibeta thu đƣợc kết quả của lần đo nhƣ sau: Lần đo • Kết quả (mg) 124.7 124.8 125.6 125.0 125.3 125.6 126.7 Số liệu nghi ngờ là: 126,7 mg Xác định xem giá trị đo có phải sai số thô ? XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH LOẠI SAI SỐ THÔ- chuẩn Dixon- test Q Tính Qtn Qtn  x1  x2 xmax  xmin Dùng Excel để tính • P = 0,95 cho Qlt = 0,56 Vậy Qlt > Qtn: có thể giữ số liệu 126,7 n • P = 0,90 cho Qlt = 0,48 0,89 0,94 0,99 Vậy Qlt < Qtn : số liệu 126,7 bị loại bỏ 0,68 0,77 0,89 0,56 0,64 0,76 0,48 0,56 0,70 0,43 0,51 0,64 0,40 0,48 0,58 P = 0,9 P =0,95 P =0,99 XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH LOẠI SAI SỐ THÔ - bảng kiểm định T Loại sai số thô test T n Tlt n Tlt Các sai số thô thƣờng rơi vào các giá trị cực đại hay cực tiểu, dùng công thức sau để loại trừ: Ttn  ( X max  Xtb) / SD 1,412 11 2,343 1,689 12 2,387 1,869 13 2,426 1,996 14 2,462 Tlt : cứ vào n và vào P tra đƣợc Tlt 2,093 15 2,493 Ttn < Tlt : số liệu đƣợc giữ lại 2,172 16 2,523 2,237 17 2,551 10 2,294 18 2,623 Ttn  ( Xtb  X ) / SD Ttn > Tlt : số liệu bị loại trừ Dùng Excel/Data/Data analysis/Descriptive statistic XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH Các bước đánh giá kết phân tích Sắp xếp lại số liệu theo thứ tự tăng dần Loại trừ số liệu không phù hợp chuẩn Q hay T Tính giá trị trung bình XTB SD; RSD Xác định giới hạn tin cậïy e, khỏang tin cậy µ Báo cáo kết m = XTB  e So sánh dãy số liệu: chuẩn F chuẩn T 43 XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH Ví dụ: 3,080; 3,094; 3,107; 3,056; 3,112; 3,174; 3,198 (g/l) 44 XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH SO SÁNH HAI PHƢƠNG SAI (TEST F) nA: số lần thực nghiệm của dãy số liệu A, S A2 nB: số lần thực nghiệm của dãy số liệu B, S B2 S A2 ≥ S B2 Tính Ftn: S A2 Ftn  SB So sánh giá trị Ftn với Flt Flt phụ thuộc vào bậc tự của hai thí nghiệm A và B và xác xuất thống kê (0,90; 0,95) (Bảng 3.4; nA: hàng ngang; nB: hàng dọc) Flt > Ftn: không có sự khác biệt độ lặp lại của A và B Flt < Ftn: độ lặp lại của hai thí nghiệm A và B khác 45 XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH nB -1 SO SÁNH HAI PHƢƠNG SAI (TEST F) nA - 46 XỬ LÝ SỐ LiỆU PHÂN TÍCH SO SÁNH HAI SỐ TRUNG BÌNH - TEST T Kết phân tích phương pháp A có: n A X tbA SDA S A2 Kết phân tích phương pháp B có: nB X tbB S B2 Bước 1: so sánh hai phương sai S A SDB S B2 Bước 2: có hai trường hợp 47 SO SÁNH HAI SỐ TRUNG BÌNH - TEST T Trường hợp 1: hai phương sai khơng khác SDpool  t tn  n A  1S A2  nB  1S B2 n A  nB  X tbA  X tbB S pool (1 / n A )  (1 / nB ) tlt đƣợc tra từ bảng (3.1) với độ tự (nA + nB -2) P = 0,95 Trong MS Excel: • ttn = t Stat • tlt = t Critical 48 SO SÁNH HAI SỐ TRUNG BÌNH - TEST T 49 SO SÁNH HAI SỐ TRUNG BÌNH - TEST T Trường hợp 2: hai phương sai khác X tbA  X tbB t tn   S S / n   S / n  S / n   S / n  2  /n  1 S / n  /n  1 A A / nA A A A B A B 2 B B B B B  làm tròn thành số nguyên có giá trị kế cận  = 5,4 độ tự 5;  = 5,9 độ tự 50 SO SÁNH HAI SỐ TRUNG BÌNH - TEST T S/C sách t.56, 51 SO SÁNH HAI SỐ TRUNG BÌNH - TEST T S/C sách t.56: hai phƣơng sai KHÔNG KHÁC NHAU 52 ... ZnO/khoáng) PHÂN LOẠI 3/ Theo bản chất của phƣơng pháp : • Phƣơng pháp phân tích hóa học cổ điển (? ?phân tích ƣớt”): PP phân tích KL & PP phân tích TT (HPT1) • Phƣơng pháp phân tích cơng... mơi trƣờng Phân tích khoáng liệu Phân tích hợp kim Phân tích lâm sàng Phân tích thực phẩm Phân tích mỹ phẩm Dƣợc sĩ cần trang bị những kiến thức vững vàng về Hóa học phân tích... CxHyOzNt, %C, %H • Phân tích phân tử: sắc ký • Phân tích nhóm chức: phản ứng, FTIR • Phân tích chất: có nhiều cái chung với phân tích phân tử hay hay phân tích pha • Phân tích pha: tách