107
Doc. dr . sc. Šime Ukić Zavod za analitičku kemiju Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilište u Zagrebu UVOD U KEMIJU OKOLIŠA

UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Doc. dr. sc. Šime Ukić

Zavod za analitičku kemiju Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Sveučilište u Zagrebu

UVOD U KEMIJU OKOLIŠA

Page 2: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

• definiranje problema

• uzorkovanje i čuvanje uzoraka

• priprema uzorka za analizu

• analiza uzoraka

• interpretacija rezultata

Koraci u analizi

Page 3: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Uzorkovanje

Page 4: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

UZORKOVANJE

• UZORKOVANJE → najveći uzrok nesigurnosti rezultata

• POGREŠKE UZORKOVANJA:

• slučajne

• sustavne

• (grube)

• IZVORI POGREŠAKA:

• onečišćenje primjenjenih alata i posuđa

• vrijeme i učestalost uzorkovanja

• reprezentativnost uzorka

• relevantni broj i količina uzorka

• čuvanje uzoraka

Page 5: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

UZORKOVANJE

• PLANIRANJE UZORKOVANJA:

• Poželjno uključiti sve prethodne spoznaje o

uzorku koji se određuje

• Mora se definirati:

• količina uzoraka

• broj uzoraka

• mjesto uzorkovanja

• vrijeme uzorkovanja

ovisno o zahtijevanoj točnosti

i preciznosti metode, te svrsi

analize

Page 6: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Uzorkovanje

• uzeti uzorak mora biti reprezentativan, tj. mora

predstavljati ukupni uzorak ukoliko nije

drugačije naznačeno

• posuđe za uzorke mora biti odgovarajuće (npr.,

plastično za analizu metala, staklo za organske

spojeve) i posebno čisto

• iznimno važna stavka je transport i čuvanje

uzoraka

Page 7: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Shematski prikaz kriterija uzorkovanja:

1. CILJEVI

• praćenje pozadinskog šuma

• detekcija trenda

• granica dozvoljene pogreške

2. VARIJABILNOSTI

• prostorna odstupanja

• vremenska promjenjivost

3. EKONOMSKI FAKTORI

• troškovi uzorkovanja

• troškovi analize

• odnos fiksnih i minimalnih

troškova

4. OSTALI FAKTORI

• pristupačnost

• dostupnost resursa

• regulative

1. KOLIKO?

2. GDJE?

3. KADA?

Page 8: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Shematski prikaz kriterija uzorkovanja:

1. CILJEVI

• praćenje pozadinskog šuma

• detekcija trenda

• granica dozvoljene pogreške

2. VARIJABILNOSTI

• prostorna odstupanja

• vremenska promjenjivost

3. EKONOMSKI FAKTORI

• troškovi uzorkovanja

• troškovi analize

• odnos fiksnih i minimalnih

troškova

4. OSTALI FAKTORI

• pristupačnost

• dostupnost resursa

• regulative

1. KOLIKO?

2. GDJE?

3. KADA?

NAPOMENA: Uzorak mora biti reprezentativan!!!!

Page 9: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

1. STATISTIČKOM UZORKOVANJU:

Primjenjuje se kada ne postoje spoznaje o

populaciji koju treba uzorkovati.

Page 10: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

1. STATISTIČKOM UZORKOVANJU:

A. uzorci se izabiru nasumično

→ “slučajno uzorkovanje”

→ svaki član populacije ima podjednaku

vjerojatnost da bude izabran

Page 11: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

B. uzorci se izabiru prema nekom od modela

eksperimentalnog dizajniranja

→ “sustavno uzorkovanje”

Page 12: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

B. uzorci se izabiru prema nekom od modela

eksperimentalnog dizajniranja

→ “sustavno uzorkovanje”

Page 13: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

B. uzorci se izabiru prema nekom od modela

eksperimentalnog dizajniranja

→ “sustavno uzorkovanje”

BROJ FAKTORA

POTPUNI FAKTORSKI DIZAJN:

BROJ UZORAKA BROJ RAZINA

Page 14: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

C. kombinacija sustavnog i slučajnog uzorkovanja

Page 15: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Plan uzorkovanja može se temeljiti na:

2. INTUITIVNOM UZORKOVANJU:

• temeno na znanju i iskustvu stručnjaka koji

provodi uzorkovanje

Page 16: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Slojevito uzorkovanje:

PRIMJER: Kao čimbenike promatramo smjer vjetra i

sastav tla

Page 17: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Metode uzorkovanja

RUČNO AUTOMATSKI

Page 18: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Promjenjive veličine kod uzorkovanja

• vremenska promjenjivost

• prostorna nehomogenost (heterogenost)

• okomita slojevitost

• čestice

• koncentracija i protok

• oboje može varirati

• brzina protoka može utjecati na

koncentraciju

Page 19: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Prostorna heterogenost: sedimenti

Page 20: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

GRAVITACIJSKI KORER

(JEZGRILO)

Page 21: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

VAN VEENOVO

GRABILO

Page 22: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Prostorna heterogenost: tlo

Page 23: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

A. VIJKASTO

SVRDLO

B. CIJEVNO SVRDLO

C. CIJEV ZA

UZORKOVANJE

D. SVRDLO ZA MULJ

E. UZORKOVAČ ZA

TRESETIŠTA

Page 24: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života
Page 26: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

POHRANJIVANJE U HLADNJAKU

(U TAMI NA 2-6°C)

MIKROBNA DEGRADACIJA

KEMIJSKA REAKCIJA

ISPARAVANJE

ADSORPCIJA

APSORPCIJA

DIFUZIJA

FOTOREAKCIJA

DODATAK KEMIKALIJA

(KISELINA, BAZA, BIOCID)

KARAKTERISTIKE SPREMNIKA:

(STAKLENA, PLASTIČNA ILI

METALNA AMBALAŽA, NAČIN

ZATVARANJA SPREMNIKA…)

Metode prezervacije uzoraka

Page 27: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Regulacija kemijskog sastava prirodnih voda

Page 28: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života
Page 29: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka

života prije više od 4 milijarde godina s

formiranjem prvih ocana

→ prelazak života iz vode na kopno

→ do danas vezani za vodu (voda čini 65-70%

ljudskog organizma)

→ 93,17% more, 6,83% slatka voda

Page 30: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

93,17

2,24

0,61

0,02

3,96

Mora i oceani

Polarni led

Podzemne vode

Vode tekućice i jezera

Ostalo

Page 31: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Voda → kovalentna veza

→ velika elektronegativnost kisika → dipolni

karakter

→ vodikove veze

O

HH104,45°

95,84 pm

Page 32: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

VODIKOVE

VEZE

Page 33: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života
Page 34: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Voda → tri agregatna stanja: krutina

kapljevina

plin

Page 35: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

IZVOR TOPLINE

NEČISTA VODA

ISPARAVANJE

KONDENZACIJA

ČISTA VODA

(PADALINE)

KRUŽNI TOK VODE U PRIRODI

Page 36: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Prosječan sastav 1 kg morske vode

TVAR KONCENTRACIJA (mg/kg)

10500

1350

400

380

19000

2700

142

65

34

34571 ~ 34,5‰

965429

ukupna masa otopljenih soli

voda (ostatak)

+

4 3ostale soli (Li ,NH ,NO ,I ,...)

Br

Cl

Na

2Mg

2Ca

K

2

4SO

3HCO

Page 37: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

a) Uklanjanje smetajućih tvari:

1. taloženjem

2. filtriranjem

3. ekstrakcijom

4. prevođenjem u kompleks

5. destilacijom

6. elektrolizom

7. ionskom izmjenom

8. kromatografijom

b) Razrjeđivanje

c) Koncentriranje

d) Podešavanje pH područja otopine

Regulacija kemijskog sastava prirodnih voda:

Page 38: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje

aq aq s

pt

pt

pt

A B AB

A B ne taloži!!!

A B taloži!!!

A B ravnoteža otopina talog!!!

a a K

a a K

a a K

Page 39: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje

Taloženje:

→ direktno taloženje

- taloženje sulfata

- taloženje klorida

→ taloženje u homogenoj otopini

- taloženje željeza

Page 40: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje

Talozi:

1. KOLOIDNI – čestice veličine 10-6–10-4 mm

– prolaze kroz sredstva za filtraciju

– Tyndalov efekt

2. KRISTALIČNI – čestice veličine ≈ 0.01-1 mm

Nukleacija:

1. SPONTANA (homogena)

2. INDUCIRANA (heterogena)

Koagulacija koloida:

1. zagrijavanjem

2. miješanjem

3. dodavanjem elektrolita

Page 41: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje

Topljivost taloga ovisi o:

1. učinku zajedničkog iona

2. učinku stranog iona

3. prisutnosti kompleksirajućeg agensa

4. pH vrijednosti otopine

5. temperaturi

6. prirodi otapala

Page 42: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UČINAK ZAJEDNIČKOG IONA

s aq aq

pt

s aq aq

AB AC

pt

AB A B

AB A B

AB A B

AC A C

A A A

AB A B

AB B

s c c

K c c

c c c

K c c

s c

Page 43: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UČINAK STRANOG IONA

s aq aq

pt

pt

AB A B

A A B B

AB A B

AB A A B B

a c a c

K a a

K c c

Page 44: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UČINAK STRANOG IONA

2

2

pt

1

2

0,51log

1 0,33

1

ABA B

A B

i i

i

ii

i

I z c

z I

d I

i I

Kc c

di → efektivni promjer hidratiziranog iona i u angstremima (Å)

Page 45: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UČINAK KOMPLEKSIRAJUĆEG AGENSA

aq aq s

1s aq aq

1

A B AB

AB B ABSLUČAJ 1

AB AB

x

x

x

x

x

s c

2

2aq aq s

2

2 4s aq aq

Pb 2Cl PbClPRIMJER

PbCl 2Cl PbCl

Page 46: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UČINAK KOMPLEKSIRAJUĆEG AGENSA

s aq aq

aq aq aq

pt

AB A B

A C AC

SLUČAJ 2

AB A B

AB B

x

xx

K c c

s c

s aq aq

3 3aq 2 aq

AgCl Ag Cl

PRIMJERAg 2NH Ag NH

Page 47: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UTJECAJ pH VRIJEDNOSTI OTOPINE

Utjecaj dvojak:

1. Kada OH- ulazi u kemijski sastav taloga

→ efekt zajedničkog iona

2. Kada anion ili kation taloga reagiraju s H+ ili OH-

1 1

aq aq aq aq aq saq aq aq aqaq aq

s aq aq

Slučaj 2: Slučaj 4:Slučaj 1: Slučaj 3:

H B HB A OH AOHH B HB A OH A(OH)

AB A B

Povećava se topljivost!!!

x x

x xx x

Page 48: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UTJECAJ pH VRIJEDNOSTI OTOPINE

3 34

pt3 3

2 aq

2 2

2 pt 2

–4

K

2

PRIMJER 1:

Al OH Al 3OH Al OH 3 10

H OH H O

PRIMJER 2:

ZnF Zn 2F ZnF 3,04 10

H F HF HF 6,6 10

HF F HF

K

K

K

Page 49: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: UTJECAJ pH VRIJEDNOSTI OTOPINE

2 3

2 pt 2

2 15

pt2 2

3

3

3

4

23

5

33

6

PRIMJER 3:

CdF Cd 2F CdF 6,44 10

Cd 2OH Cd OH Cd OH 7,2 10

PRIMJER 4 :

Al OH Al 3OH

Al 4OH Al(OH)

Al 5OH Al(OH) Ovisno o lužnat

Al 6OH Al(OH)

K

K

33

st 4

osti medija!

K Al(OH) 3,30 10

Page 50: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: TEMPERATURA

s aq aq

pt

AB A B

ABK f T

Page 51: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

1. Taloženje: PRIRODA OTAPALA

Dipolna priroda vode

→ hidratacija tvari → povećanje topljivosti

Organska otapala

→ znatno manje izražen dipolni efekt

→ dodatak vodi (npr. alkohola) → smanjenje

topljivosti

Page 52: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

hidratizirani Cl ion

hidratizirani Na ion

kristal

natrijeva klorida

Page 53: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

2. Filtracija

Zadržavanje čestica promjera većeg od 0,01 mm.

Filtracijsko sredstvo odabire se prema prirodi taloga:

- filtarski papir:

tvari koje se kod gravimetrije ne mijenjaju

pod redukcijskim djelovanjem ugljika

želatinozni talozi

- filtarski lončić:

- Goochov lončić (azbest)

- stakleni lončić (sintrovano porozno

staklo)

- porculanski lončić (porozna keramika)

tvari koje se kod gravimetrije mijenjaju

pod redukcijskim djelovanjem ugljika

Page 54: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

2. Filtracija

Vrste filtarskog papira:

1. Crna vrpca (najveća propusnost)

2. Bijela vrpca (srednja propusnost)

3. Plava vrpca (najmanja propusnost)

Page 55: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

3. Ekstrakcija

Raspodjela komponente između dviju kapljevitih

nemješljivih faza.

otapalo 1 otapalo 2

otapalo 2

D

otapalo 1

A A

A

A(T)

aK

af

Page 56: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

4. Prevođenje u kompleks (“maskiranje”)

aq aq s

aq aq aq

pt st

A B AB

A C AC

AB AC

x

x

x

x

x

K K

Zbog stabilnosti kompleksa ne dolazi do taloženja tvari AB!!!

Page 57: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

4. Prevođenje u kompleks (“maskiranje”)

s aq aq

3 3aq 2 aq

10

pt

7

st 3 2

AgCl Ag Cl

Ag 2NH Ag NH

K AgCl 1,77 10

K Ag NH 1,67 10

Page 58: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

kapljevina para

AA

A

A

A

A

A A

konstanta ravnoteže

molni udio komponente A u parnoj fazi

molni udio komponente A u

(

,

kapljevitoj fazi

)y

Kx

K

y

x

f p T

5. Destilacija

Odjeljivanje komponenti čiji se omjeri raspodjele u

otopini i parnoj fazi međusobno znatno razlikuju.

Page 59: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

TEMPERATURA UZ

KONSTANTAN TLAK PARA

KAPLJEVINA

100% A 100% B SASTAV SMJESE

Page 60: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

TEMPERATURA TEMPERATURA

PARA

PARA

KAPLJEVINA

KAPLJEVINA

100% A 100% B 100% B 100% A

SASTAV SMJESE SASTAV SMJESE

Page 61: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

ANALIT OBRADA

UZORKA

HLAPLJIVE

VRSTE METODA SAKUPLJANJA

2

3CO zakiseljenje 2CO 22 g 3 s2 aq

Ba OH +CO BaCO H O

2

3SO zakiseljenje 2SO 2 22 g 2 aq 4 aqSO +H O H SO

2S zakiseljenje 2H S 2

2aq g sCd +H S CdS 2H

F

2dodatak SiO

i zakiseljenje 2 6H SiF bazična otopina

Si dodatak HF 4SiF bazična otopina

3 3H BO 2 4dodatak H SO

i metanola 3 3

B OCH bazična otopina

2

2 7Cr O dodatak konc. HCl 2 2CrO Cl bazična otopina

4NH dodatak NaOH 3NH kisela otopina

As, Sb 2 4

dodatak konc. HCl

i H SO

3

3

AsCl

SbCl voda

Sn dodatak HBr 4SnBr voda

5. Destilacija: Odjeljivanje nekih anionskih vrsta

Page 62: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Elektrolitičkim procesima razlažu se ili talože tvari,

pod utjecajem električne energije.

Osnovni pojmovi:

Elektroliti →

a) tvari koje rastaljene ili otopljene u otapalu

provode električnu struju (tekući metali ne

smatraju se elektrolitima)

b) kruti ionski vodiči (npr. Na2S)

Neelektroliti → tvari koje u otopinama ne disociraju i ne

provode električnu struju

Page 63: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Elektrodni potencijal

→ razlika potencijala neke ispitivane elektrode i

standardne vodikove elektrode

→ odnosi se isključivo na polureakcije

napisane kao reakcije redukcije

Katoda → odvija se proces redukcije

Anoda → odvija se proces oksidacije

Ako je moguće više istovremenih različitih elektrodnih

reakcija, odvijat će se ona za koju je potrebno najmanje

energije.

Page 64: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

IZVOR

STRUJE

ANODA KATODA

ELEKTROLIT

Page 65: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Elektrokemijski članci:

→ ELEKTROLITIČKI

– nespontan proces

– potreban vanjski izvor energije struja

uslijed narinutog potencijala

→ GALVANSKI

– reakcije na elektrodama teku spontano

– uslijed razlike potencijala dvaju sustava u

članku nastaje struja

članka katode anodeE E E

Page 66: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Nernstova jednadžba:

1 2

1 2

1 2

1 2

1 1 2 2 1 1 2 2

1 20

1 2

1 20

1 2

0

O O R R REAKCIJA REDUKCIJE

R Rln

O O

R R0,059log

O O

R0,059

logO

j

i

y y

x x

y y

x x

y

j

j

x

i

i

x x ne y y

a aRTE E

nF a a

a aE E

n a a

a

E En a

Page 67: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Elektroliza vode:

0

2 2 OKSl g aq

0

2 REDaq g

A : 2H O O 4 H 4e     1,23V

K : 2H 2e H     0,00V

E

E

Page 68: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Izlučivanje metala:

→ ELEKTROGRAVIMETRIJA

→ odijeljivanje kationa s potencijalom pozitivnijim od

vodikovog, od onih koji imaju negativniji potencijal

z+ +2

2+ +2

0 0

Me /M

0

2 2 OKSl g aq

aq s

2 0 0

aq s Cu /Cu 2H

e 2H

H

/H

/

A : 2H O O 4 H 4e E 1.23V

K : Me ze Me  

K : Cu 2e Cu   E 0,34V E

E Ez

PRIMJER

Page 69: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Izlučivanje metala:

A) bez kontrole potencijala radne elektrode:

- ne kontrolira se potencijal radne elektrode

- napon priključen na članak konstantan

- taloženje metala na elektrodi

- ometan dolazak metala na površinu elektrode

(smanjena brzina dolaska → ograničenje struje):

KONCENTRACIJSKA POLARIZACIJA KATODE

- smanjenje pada napona (I∙R)

Page 70: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

Izlučivanje metala:

B) uz konstantni potencijal katode:

- odjeljivanje komponenti čiji se potencijali razlikuju

svega za nekoliko desetinki volta

- održavanje konstantnosti potenciostatom

Page 71: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

6. Elektroliza

ANALIT IZLUČENO KATODA ANODA MEDIJ

Ag+ Ag Pt Pt alkalna otopina CN-

Br- AgBr

(na anodi) Pt Ag -

Cd2+ Cd Cu na Pt Pt alkalna otopina CN-

Cu2+ Cu Pt Pt H2SO4/HNO3 otopina

Mn2+ MnO2

(na anodi) Pt Pt ploča

HCOOH/HCCONa

otopina

Ni2+ Ni Cu na Pt Pt amonijakalna otopina

Pb2+ PbO2

(na anodi) Pt Pt

koncentrirana otopina

HNO3

Zn2+ Zn Cu na Pt Pt kisela citratna otopina

Uobičajene primjene elektrogravimetrijskih postupaka bez

kontrole potencijala.

Page 72: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Ionski izmjenjivači:

PRIRODNI

SINTETSKI

Page 73: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Ionski izmjenjivači:

ANORGANSKI

- prirodni i umjetni alumosilikati:

- zeoliti

- glina

- hidratizirani oksidi cirkonija, torija i kositra

ORGANSKI

- celuloza

- humusne tvari u tlu

- kosti i zubi

Page 74: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Dvojaki mehanizam izmjene

Adsorpcija

– Koloidni sustavi

– Vezanje neelektrolita i elektrolita na krutu tvar

Ionska izmjena

– Tvari u ionskom obliku

– Izmjenjivač predaje otopini ekvivalentnu količinu

naboja

Page 75: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Struktura ionskog izmjenjivača:

silika-gel (KOSTUR)

ionsko izmjenjivačka

funkcionalna skupina

hidrofobni alkilni lanac

Page 76: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

silika-gel (KOSTUR)

ionsko izmjenjivačka

funkcionalna skupina

hidrofobni alkilni lanac

+ + + + +

+

+ +

+

+ -

-

- -

- otopina iona

Shematski prikaz izmjene:

Page 77: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

silika-gel (KOSTUR)

ionsko izmjenjivačka

funkcionalna skupina

hidrofobni alkilni lanac

+ + + + +

otopina iona +

+

+ +

+ -

-

- - -

Shematski prikaz izmjene:

Page 78: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Funkcionalne skupine:

KATIONSKI IZMJENJIVAČI

– Sulfonska: - SO3H

– Karboksilna: - COOH

– Fenolna: - C6H4OH

Page 79: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Funkcionalne skupine:

ANIONSKI IZMJENJIVAČI

– Aminska:

Primarni amini

Sekundarni amini

Tercijarni amini R1

N R2

R3

+

H

N R

H

+

R1

N H

R2

+

Page 80: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Selektivnost ionskog izmjenjivača:

Vezanje iona različitim jačinama

Ovisi o:

Prirodi iona koji se izmjenjuje

Sastavu otopine

Prirodi izmjenjivača

Iz razrijeđene otopine jače se vežu viševalentni ioni

Jače hidratizirani, jednakog naboja slabije se vežu

Page 81: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Svojstva kvalitetnog ionskog izmjenjivača:

netopivost u vodi

hidrofilna struktura → bubrenje

visok kapacitet izmjene

kemijska otpornost prema kiselinama i lužinama

mehanička otpornost

sposobnost brze izmjene

Page 82: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Kapacitet izmjene izmjenjivača:

0 1

0

iz

0

1

iz

koncentracija iona u otopini prije izmjene

koncentracija iona u otopini nakon izmjene

odvagana masa izmjenjivača

A A

ACEC

m

A

A

m

Page 83: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Type: Strong Acid Cation Exchanger

Active Group: sulfonic acid

% divinylbenzene: 2%, 4%, or 8%

Supplied ionic form: H+

Moisture content: 51% to 54%

Volume change: Na+ to H+ is +8%

pH range: 0 to 14

Selectivity: Na+/H+ is about 1.5

Order of Selectivity: Ba2+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+ > Ag+ > Cs+ > Rb+ >

K+ > NH4+ > Na+ > H+ > Li+

Karakteristike tipičnog kationskog izmjenjivača:

7. Ionska izmjena

Page 84: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Karakteristike tipičnog anionskog izmjenjivača:

Type: Strong Base Anion Exchanger

Active Group: trimethylbenzylammonium

% divinylbenzene: 2%, 4%, or 8%

Supplied ionic form: Cl-

Moisture content: 43% to 48%

Volume change: Cl- to OH

- is +20%

pH range: 0 to 14

Selectivity: Cl-/OH

- is about 25

Order of Selectivity: I- > NO3

- > Br

- > Cl

- > acetate > OH

- > F

-

7. Ionska izmjena

Page 85: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Kinetika ionske izmjene:

transport od otopine do aktivnog mjesta

izmjenjivača

difuzija kroz Nernstov difuzni sloj

- smanjenje sloja s mehaničkim miješanjem

difuzija kroz poru zrna izmjenjivača

reakcija izmjene

transport od izmjenjivača do otopine

Razrijeđene otopine: spori stupanj je difuzija u filmu

Koncentrirane otopine: spori stupanj je difuzija u

zrnu

Page 86: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

7. Ionska izmjena

Povećanje stupnja difuzije:

Povećanim miješanjem

Povećanjem koncentracije iona izmjene u otopini

Povećanjem površine smole

Smanjenjem veličine čestica smole

Povećanjem poroznosti čestica smole

Povećanjem temperature

Page 87: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

8. Kromatografija

Mogućnost kvalitativne i kvantitativne informacije o

ispitivanoj tvari

vrijeme zadržavanja komponente pri definiranim

uvjetima (vrh kromatografske krivulje)

→ kvalitativna analiza

površina ispod kromatografske krivulje

→ kvantitativna analiza

visina kromatografske krivulje

→ kvantitativna analiza

Kromatografija je fizikalna metoda separacije u kojoj se

sastojci raspodjeljuju između dviju faza, od kojih je

jedna nepokretna, dok se druga kreće u određenom

smjeru. (IUPAC)

Page 88: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

8. Kromatografija

Podjela kromatografije:

Općenita podjela FRONTALNA KROMATOGRAFIJA

KROMATOGRAFIJA ISTISNUĆEM

KROMATOGRAFIJA ISPIRANJEM

Prema obliku podloge KOLONSKA KROMATOGRAFIJA

PLOŠNA KROMATOGRAFIJA

Page 89: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

8. Kromatografija

Podjela kromatografije:

Prema fizikalnom stanju pokretne faze PLINSKA KROMATOGRAFIJA

TEKUĆINSKA KROMATOGRAFIJA

FLUIDNA KROMATOGRAFIJA PRI SUPERKRITIČNIM

UVJETIMA

Prema fizikalnom stanju obiju faza PLINSKO-TEKUĆINSKA KROMATOGRAFIJA

PLINSKO-ČVRSTA KROMATOGRAFIJA

TEKUĆINSKO-TEKUĆINSKA KROMATOGRAFIJA

TEKUĆINSKO-ČVRSTA KROMATOGRAFIJA

Page 90: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

8. Kromatografija

Podjela kromatografije:

Prema mehanizmu separacije ADSORPCIJSKA KROMATOGRAFIJA

RAZDJELNA KROMATOGRAFIJA

IONSKO-IZMJENJIVAČKA KROMATOGRAFIJA

KROMATOGRAFIJA ISKLJUČENJEM

AFINITETNA KROMATOGRAFIJA

MAGNETSKA KROMATOGRAFIJA

Page 91: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

8. Kromatografija

POSEBNE KROMATOGRAFSKI PRISTUPI:

Izokratična analiza

Gradijentna analiza

Stupnjevito ispiranje

Dvodimenzionalna kromatografija

Page 92: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

8. Kromatografija

POSEBNE KROMATOGRAFSKE TEHNIKE:

Izotermna kromatografija

Kromatografija uz programiranje temperature

Kromatografija uz programiranje protoka

Reakcijska kromatografija PRIJEKOLONSKA DERIVATIZACIJA

POSLJEKOLONSKA DERIVATIZACIJA

PIROLITIČKO-PLINSKA KROMATOGRAFIJA

Page 93: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Shema odziva kromatografske analize s naznačenim

karakterističnim parametrima

Page 94: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

R 0R

0 0

' t ttk

t t

Page 95: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

22

1 1

R 0R

R R 0

'

'

t tt

t t t

Page 96: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

2 1R R

S

2 12

t tR

Page 97: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

2 1

1 2

R R

S

b b

2t t

Rw w

Page 98: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

2 1

1 2

R R

S

0,5 0,5

1,18t t

Rw w

Page 99: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

S

bA

a

w0,05(R)

w0,1(L)

w0,05(L)

w0,1(R)

B)

AS<1

0,1hw0,05(L)

w0,1(R)

w0,05(R)

w0,1(L)

0,05h

h

C)

AS>1

w0,05(R)

w0,1(L)

w0,05(L)

w0,1(R)

A)

AS=1

Asimetrija kromatografskog pika

Page 100: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

b) Razrjeđivanje

c) Koncentriranje

- uparavanje

- membranske tehnike

d) Podešavanje pH područja otopine

1 2

1 1 2 2

n n

c V c V

Page 101: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

PODEŠAVANJE pH VRIJEDNOSTI OTOPINE

PUFERI: sustavi koji održavaju konstantan pH otopine.

K

baze log

kiseline

cpH pK

c

Page 102: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

PODEŠAVANJE pH VRIJEDNOSTI OTOPINE

Puferi u kiselom području (NaAc/HAc)

+

K

+ + +

+

2

NaAc/HAC 4,6

Na +Ac +HAc Na +Ac +H +Ac

Doda H +Ac HActak H

Dodatak OH OH +H H O

pK

Page 103: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

K 4 4

4

+

4 4 4

2

4

+

4

NH OH/NH Cl 9,2

NH Cl NH OH NH Cl NH OH

Do H +OH H Odatak H

Dodatak OH OH +NH NH OH

pK

PODEŠAVANJE pH VRIJEDNOSTI OTOPINE

Puferi u lužnatom području (NH4OH/NH4Cl)

Page 104: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Tvrdoća vode

Na uzorku vode izvode se sljedeća određivanja:

UKUPNA TVRDOĆA (TH) ukupna koncentracija kalcija i magnezija

KALCIJEVA TVRDOĆA ukupni sadržaj kalcijevih soli

MAGNEZIJEVA TVRDOĆA ukupni sadržaj magnezijevih soli

KARBONATNA TVRDOĆA (TAC) suma alkaliteta karbonata i bikarbonata

ALKALIMETRIJSKI TITAR (TA) mjeri se samo sadržaj karbonata

SADRŽAJ SLOBODNOG CO2

STALNA ILI NEKARBONATNA TVRDOĆA (P)

tvrdoća koja ostaje nakon što je voda prokuhana (TH – TAC)

mjeri se sadržaj kalcij i magnezij sulfata

PRIVREMENA TVRDOĆA razlika između ukupne i trajne tvrdoće (TH - P)

Jedinica tvrdoće: mmol/L

Page 105: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

TVRDA VODA

MEKA VODA

2Ca

2Mg

Na

Nezauzeto zrno

izmjenjivača

Zauzeto zrno

izmjenjivača

MEKŠANJE

VODE

Page 106: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

Dijagram toka priprave uzorka za kemijsku analizu

PRIKUPLJANJE

POHRANJIVANJE

EKSTRAKCIJA

KONCENTRIRANJE

IZOLACIJA

IDENTIFIKACIJA

KVANTIFIKACIJA

UZORKOVANJE

PRIPREMA UZORKA

KEMIJSKA ANALIZA

Page 107: UVOD U KEMIJU OKOLIŠA - fkit.unizg.hr · Voda → izvorište života; pretpostavka nastanka života prije više od 4 milijarde godina s formiranjem prvih ocana → prelazak života

LITERATURA

1. Z. Šoljić, Osnove kvantitativne kemijske analize, Sveučilišna naklada,

Zagreb, 1991.

2. M. Kaštelan-Macan, Analitička kemija, I dio, Sveučilišna naklada,

Zagreb, 1991. 3. D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, Osnove analitičke kemije, 1. izd.,

Školska knjiga, 1999. 4. I. Filipović, S. Lipanović, Opća i anorganska kemija, I dio, 9. izd.,

Školska knjiga, Zagreb, 1995. 5. I. Filipović, S. Lipanović, Opća i anorganska kemija, II dio, 9. izd.,

Školska knjiga, Zagreb, 1995. 6. W. Stumm, J.J. Morgan, Aquatic Chemistry, Chemical Equilibria and

Rates in Natural Waters, 3. izd., Wiley, New York, 1996. 7. M. Kaštelan-Macan, M. Petrović, Analitika okoliša , Hinus i Fakultet

kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zagreb, 2013.