Flow Injection Analysis

Figur 4. (a) Flow diagram for spektrofotometrisk bestemmelse af
phosphat. De to reagensstrømme blandes on-line umiddelbart før prøven
S injiceres (30 µL). Begge de anvendte slangeruller er 50 cm med en indre
diameter på 0,5 mm.
teristika i FIA er, at alle prøver
sekventielt bliver behandlet på
eksakt den samme måde under
deres passage i den analytiske
kanal – eller sagt på en anden
måde: hvad der sker for én
prøve sker på præcis samme vis
for en hvilken som helst prøve.
Som et eksempel på et flerstrenget
FIA system kan refereres
til Figur 4, der viser et system
til bestemmelse af
phosphat, hvor den analytiske
procedure bygger på kemiske
reaktioner fra den klassiske
kemi til identifikation af
phosphat og som tillige er basis
for standardproceduren i de
fleste lande. Således danner
phosphat heteropolysyrer med
molybdat. I dette gulfarvede
kompleks kan Mo(VI) med et
mildt reduktionsmiddel såsom
ascorbinsyre (eller Sn(II)) reduceres
til Mo(V), der har en
intensiv blå farve (høj molær
absorptionskoefficient) ved 660
nm. Reaktionerne kan udtrykkes
som følger:
H
3
PO
4 �12 H2MoO
4 �
H3P(Mo3O 10)
4 � 12 H2
( ) → ( )
O
De to reagenser blandes on-line
umiddelbart inden injektion af
den phosphatholdige prøve.
Dette skyldes, at ascorbinsyre
faktisk kan reducere molybdat,
selv når der ikke er phosphat til
stede, men det er en meget
langsom reaktion. Derfor kan al
efterfølgende genereret blå
farve helt og holdent relateres
til phosphatkoncentrationen i
prøven.
Som det fremgår af ovenstående
er FIA meget økonomisk
mht. prøve- og reagensforbrug
per prøve, hvilket på sin side
betyder, at generering af affaldsstoffer
er beskedent. Det
er nu til dags en vigtig parameter,
idet det ofte er dyrere at
slippe af med sit kemiske affald
end at købe de anvendte kemikalier.
DISPERSION I FIA
Eftersom den kontrollerbare
dispersion er en af hovedhjørnestenene
i FIA, kan det være
værdifuldt at se nærmere på
denne. Graden af dispersion,
eller fortynding, i et FIAsystem
er karakteriseret ved
dispersionskoefficienten D.
Lad os betragte et simpelt dispersionseksperiment.
Vi tænker
5
os, at vi har en prøveopløsning
med koncentrationen C o , som
vi indlægger i FIA-systemets
injektionsventil. Hvis denne
opløsning kunne scannes af en
optisk detektor (måling af absorbans
mod tid), ville det, som
det er vist til venstre på Figur
2, resultere i et firkantet signal,
hvor højden er proportional
med koncentrationen. Når prøven
injiceres i bærestrømmen,
vil den indlagte zone følge bevægelsen
af bærestrømmen og
under fremdriften undergå dispersion
i denne. Dispersionsprofilen
(også kaldet gradienten)
vil afhænge af kanalens
geometri og flowhastigheden,
men den vil fremstå som vist
på Figur 2 til højre. Den vil
således komme til at reflektere
et kontinuum af koncentrationer,
hvor intet væskeelement i
gradienten har samme koncentration
som dets naboer. Det er
således nyttigt at opfatte dette
kontinuum af koncentrationer
som individuelle væskeelementer,
som hver især har en given
prøvekoncentration C, idet hver
enkelt af disse elementer er en
potentiel kilde til signaludlæsning
(nemlig gennem identifikation
af den tilhørende tid ti,
som er forløbet siden injektionen).
For at kunne designe et FIAsystem
rationelt, er det vigtigt
at vide, hvor meget den injicerede
prøve fortyndes på vej til
detektoren, og hvor lang tid der
går mellem injektion og signaludlæsning.
Derfor defineres
dispersionskoefficienten D som
forholdet mellem prøvekoncentrationen
før og efter dispersionen
har fundet sted i det væ-