Metody a požadavky na vzorky

Stanovení C, H, N

Stanovení se provádí na automatickém analyzátoru PERKIN ELMER 2400 II. Vzorek navážený v Sn kelímku je spálen v kyslíkové atmosféře. Plynné spalné produkty pak procházejí vrstvou spalovacího katalyzátoru a absorpčních činidel (zachytí halogeny, S, P atd.) a na závěr vrstvou mědi, kde je zachycen přebytečný kyslík a oxidy dusíku jsou zredukovány na elementární dusík. V proudu helia tak dále postupují již jen N₂, CO₂ a H₂O, které se po dalších úkonech rozdělí frontální chromatografií a jsou detekovány na principu měření tepelné vodivosti. Celý postup vylučuje současné stanovení popela.

Po zadání identifikace vzorku a velikosti navážky po cca 6 min od zahájení analýzy známe procentický obsah C, H, N.

Elementární analýza pomocí rentgenové fluorescence (XRF)

Princip: Vzorek v pevné, kapalné nebo práškové formě je v měřicím prostoru analyzátoru buzen RTG zářením z rentgenové lampy. Při relaxaci atomy vyzařují sekundární RTG záření, frekvence tohoto záření je charakteristická pro jednotlivé prvky a jeho intenzita je funkcí obsahu prvku ve vzorku. V případě přístroje XEPOS P je budicí RTG-záření optimalizováno podle stanovovaných skupin prvků, měření může probíhat v heliové atmosféře.

Analýza je nedestruktivní, takže vzorek lze po stanovení a případně odpaření z roztoku dále zpracovávat.

Metoda umožňuje především rychlý screening přítomných prvků, ať už jsou ve vzorku žádoucí nebo ne, např. zbytky halogenovaných činidel, těžké kovy z katalyzátorů použitých při reakci (Pd, Pt, Ni…) apod. Detekční limity se nejčastěji pohybují v rozmezí 0,1 - 10 mg/kg.

Kvantitativní stanovení P, S, Cl, Br a I popřípadě dalších prvků se provádí nejčastěji po rozpuštění přesně odváženého množství vzorku v methanolu jako dobře definované matrici proti externí kalibraci. Jako prostředí lze použít i vodu, případně další rozpouštědla neobsahující rušivé prvky pro dané stanovení.

Optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES)

Princip: Vzorek je převeden do roztoku (rozpuštěn, případně spálen v O₂ atmosféře a jímán do předlohy). Roztok je zmlžován a vzniklý aerosol je v proudu argonu dopraven do vysokoteplotního argonového plazmatu. Sloučeniny jsou v plazmatu atomizovány a dochází k excitaci atomů do vyšších energetických hladin. Při následné relaxaci atomy emitují charakteristické záření ve viditelné a ultrafialové oblasti. Vlnová délka tohoto záření je charakteristická pro jednotlivé prvky, jeho intenzita je pak úměrná obsahu prvku ve vzorku.

Metoda umožňuje stanovení většiny prvků periodické soustavy, meze detekce se v závislosti na prvku, matrici vzorku a použitém pohledu do plazmatu pohybují v setinách až jednotkách µg/L v analyzovaném roztoku. Oproti klasickým titračním stanovením nabízí ICP-OES rychlejší analýzu, nižší meze detekce, nižší spotřebu vzorku, simultánní stanovení více prvků a nižší náchylnost k interferencím.

Optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem a elektrotermickým odpařováním (ETV-ICP-OES)

Princip: Elektrotermické odpařování představuje alternativní způsob vnášení vzorku do optického emisního spektrometru. Vzorek je navážen do grafitových lodiček a umístěn do grafitové pícky. V té dochází podle volitelného teplotního programu k zahřívání vzorku až na 3000 °C, jeho postupnému rozkladu a odpařování jednotlivých sloučenin. Pro převod prvků do těkavějších forem je do prostoru pícky přidáváno malé množství CCl₂F₂ (freon R12). Skrz pícku proudí argon, který odnáší vznikající páry a suchý aerosol do argonového plazmatu.

Na rozdíl od klasického ICP-OES není signál jednotlivých prvků v čase konstantní (různé sloučeniny se vypařují při různých teplotách a tedy v rozdílných okamžicích), je proto nutné zaznamenat časově závislý signál.

Použití elektrotermického odpařování přináší oproti klasické ICP-OES nižší meze detekce (až jednotky µg/kg v nezředěném materiálu), možnost analýzy vzorku bez úprav, nižší spotřebu vzorku a omezení interferencí oddělením interferujících prvků díky rozdílným teplotám varu jejich sloučenin.

Měření optické otáčivosti (OR)

Standardně měření provádíme v cele A (1,5 mL) při vlnové délce 589 nm, alternativně je možné měřit při vlnových délkách 365, 405, 436, 546 a 633 nm a v celách B (0,5 mL) a C (2,8 mL).

Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC)

Diferenciální skenovací kalorimetrie je termoanalytická technika, při které je měřen rozdíl v množství tepla potřebného ke zvýšení teploty vzorku a reference jako funkce teploty. Vzorek i reference se během experimentu udržují na téměř stejné teplotě. Metodou lze stanovit teplotu a případně i entalpii fázových přechodů studovaných molekul. Zprostředkovaně lze tuto techniku použít pro kontrolu kvality a čistotu látek, a tedy i pro vývoj a výzkum materiálů, pro zjištění a specifikaci případného polymorfního charakteru látek, která kromě jiného může ovlivňovat i rozpustnost různých forem, což je podstatné při řešení například biologické dostupnosti látek.