Date post: | 19-Nov-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | loredanasim |
View: | 275 times |
Download: | 2 times |
10/10/2010
1
ELEMENTE DE ANALIZ INSTRUMENTAL
CURSUL 2
PROF. DR. SILVIA IMRE
UNIVERSITATEA DE MEDICIN I FARMACIE DIN TRGU-MURESPECIALIZAREA NUTRIIE I
DIETETIC
1
CAPITOLUL I. FUNDAMENTE ALE ANALIZEI INSTRUMENTALE
I.3. Designul instrumental i natura rspunsului instrumental
I.4. Procesul de msurare instrumental i relaia semnal-proprietate
I.5. Elemente de prelucrare i interpretare a rezultatelor 2
10/10/2010
2
Fluxul procesuluide analiz
instrumental
Energie /Stimul
Analit(matrice)
Rspunsanalitic
Dateexperimentale
I.3. Designul instrumental i natura rspunsului instrumental
3
Factorii care influeneaz o msurtoare
proba
FACTORI DE INFLUEN
(Variabile independente)
RSPUNSURILE MSURATE
(Variabila dependent)
X1
X2Y3
Y2
Y1
Exemplu: Concentraia
analitului Solventul probei Temperatura Matricea probei etc.
Exemplu:Absorbia luminii absorbana AConducerea curentului electric conductana KFluorescena Intensitatea de fluorescen Ifl 4
10/10/2010
3
I.4. Procesul de msurare instrumental i relaia semnal-proprietate
Ce?
Cine?
Cum?Cnd?
Unde?
Procesul de
msurare
Problema
analitic
5
PROBAOperaii
preliminareOperaii
preliminareMsurarea
Achiziia datelor
Achiziia datelor
REZULTATE
6
10/10/2010
4
Pregtirea/prelucrarea probei n vederea analizei
A. Operaii preliminare
Verificarea calibrrii instrumentelor de msur
Calibrarea instrumentelor de msur etc.
7
Exemple de prelucrare a probei n vederea analizei
Tipul de prob Analit Starea de agregare
Metoda de prelucrare uzual
Sol Metale, pesticide S DezagregareExtracie cu solveni
Ser EnzimeMedicamente etc.
LL
DiluareExtracie cu solveni sau extracie n faz solid
Medicamente(Complex de vitamine)
Vitamine S(L) Extracie cu solveni
Alimente (suc) Acid ascorbic L Nu necesit
Aer Urme de metale G(S) Schimbtor de ioni
8S solid, G gaz, L - lichid
10/10/2010
5
B. Msurarea i
transformarea semnalului
Tipuri de semnale
Optic Electro-chimic Termic Magnetic Alte
9
Sim uman Refractometria clasic, polarimetria
clasic etc.
Senzori instrumentali Conductometrie Spectrometrie etc.
Moduri de detecie
Senzorul/traductorul instrumental transform stimulul recepionat (din prob) n semnal electric care apoi este tradus ntr-o valoare numeric corespunztoare unei proprieti fizico-chimice. 10
10/10/2010
6
C. Achiziia semnalelor i procesarea
datelor
DATEEXPERIMENTALE
Probe
Standarde
DATE TABELARE
Constantefizico-chimice
Factori de conversie(diluii, uniti de
msur etc.)
Date statistice
Procesarea datelor
(computerizat)
Rezultate
Rapoarte11
I.5. Elemente de prelucrare i interpretare a datelor experimentale
Jurnalizarea intrrii datelor (consemnarea scris a datelor experimentale primare): etap ce poate fi uurat cu ajutorul computerului, folosind
programe de baze de date (Microsoft Access, Microsoft Excel etc.)
caietul de laborator (tabele) Selectarea i eliminarea datelor aberante:
se face imediat dup colectarea datelor i nainte de prelucrarea datelor
Transformarea datelor: metode de transformare
transformare prin extragerea rdcinii ptrate transformare logaritmic log X transformare invers 1/X etc.
12
10/10/2010
7
Tabelele baz de date conin valorile numerice ale datelor experimentale sunt matrici n care valorile variabilelor independente sunt trecute n prima
coloan, iar valorile interdependenelor momentane ntre variabile sunt trecute pe rnduri
elementele caracteristice titlul tabelului clar, complet, concis capul de tabel denumirea variabilelor, simbolurile i unitile lor de msur
tabelele prezint interdependene discrete ntre variabile, iar datele introduse n tabele:
pot fi folosite ca atare n calcule statistice pot fi prelucrate ulterior prin grafice i ecuaii
Diagramele prezint n sistem cartezian relaia dintre dou sau mai multe variabile sub
forma unei linii, curbe sau suprafee de rspuns permit aprecierea calitativ a unei dependene matematice ntre mrimile
reprezentate i, n unele cazuri, se poate deduce forma relaiei matematice corespunztoare
13
Concentraia[% m/V]
A pH n K [S]
1 0,234 1,23 1,3324 4,23
4 0,456 2,67 1,3398 6,78
5 0,678 5,90 1,3467 8,92
Valorilevariabilei
independente
Valorile interdependenelor momentane ntre variabile
Explicarea simbolurilor:A absorbanapHn indice de refracieK conductana, S unitatea de msur, Siemens
14
10/10/2010
8
Variabila indepenent
Va
ria
bila
de
pe
nd
en
t
15
16
10/10/2010
9
Prelucrarea i interpretarea datelor experimentale
Prelucrare primar a datelor vezi laboratoarele 3-4
Prelucrare statistic vezi disciplinele de Informatic Medical, Biostatistic, Metodologia Cercetrii tiinifice
Interpretare fa de limite de acceptan sau de referin n conformitate cu domeniul de aplicare
17
Modele matematice = funcii matematice
Y = f(X1,X2,L,XN)
Statistica verificarea modelelor matematice
REPREZENTAREA DATELOR EXPERIMENTALE PRIN ECUAII (FUNCII) MATEMATICE
Ecuaiile (funciile) matematice reprezint forma cea mai compact i mai uor de utilizat pentru exprimarea datelor experimentale.
18
10/10/2010
10
Evaluarea formei ecuaiilor care descriu evoluia perechilor de date Y X necesit o analiz calitativ a datelor
experimentale
forma ecuaiilor poate rezulta: prin analogie cu fenomene asemntoare
prin compararea curbelor obinute prin reprezentarea datelor experimentale cu grafice ale unor funcii matematice tipice
valabilitatea formei alese rezult din precizia cu care ecuaia obinut reprezint datele experimentale (fitarea - potrivirea datelor experimentale pe curba care descrie funcia aleas apreciere vizual sau prin calcule matematice calcularea unor mrimi statistice, coeficient de corelare r sau coeficient de determinare r2, notat i R2) 19
y = 7x - 9,3333R = 0,9583
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1 2 3 4 5 6 7
Model linear Y = aX + bNu corespunde, R2 < 0,99
y = x2 + 4 10-14x - 510-14
R = 0,999
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 2 4 6 8
Model exponenial Y = aX2 + bX + cCorespunde, R2 1
Curba fiteaz punctele experimentale
20
R sau R2 trebuie s fie cel puin 0,99, n valori absolute, pentru a aprecia c funcia matematic aleas se potrivete punctelor experimentale.
10/10/2010
11
De ce se lucreaz cu modele matematice? Cunoscnd modul n care o mrime Y
depinde de X, din ecuaia matematic care leag Y de X se poate afla care este valoarea X1 ce corespunde unei mrimi Y1 msurate:
De exemplu, dac ecuaia este Y = a X + b, atunci X = (Y b) / a, de unde X1=(Y1 b) / a
Grafic, problema poate fi rezolvat prin interpolare
21
22
Interpolarea grafic n cazul unei funcii liniare Y = a X + b. Permite aflarea valorii X1 ce corespunde variabilei Y1
10/10/2010
12
Cum se obine ecuaia y = f(x)? Se folosesc sisteme de referin crora li se
cunoate caracteristica X, ex. soluii standard de analit cu concentraiile X cunoscute.
Se determin pentru fiecare soluie standard proprietatea Y corespunztoare, ex. cu ajutorul unor instrumente de msur li se msoar pH-ul.
23
Cum se obine ecuaia y = f(x)? (cont.) Se reprezint grafic punctele corespunztoare
perechilor Y X
Se apreciaz ce funcie matematic se potrivete cel mai bine punctelor i cu ajutorul aplicaiilor soft se calculeaz ecuaia care leag Y de X, de exemplu poate fi o ecuaie liniar Y = a X + b.
Modelul se verific prin calcularea coeficientului r sau r2 care trebuie s fie > 0,99
24