Instrumentele Analytische Chemie

Examenvragen

15 jaunuari 2017 VM

De Gendt

1. Gegeven: ligging van een aantal pieken van een TXRF spectrum en tabellen met emissie- en absorptielijnen van de verschillende elementen.
   • Leg uit welke pieken van waar afkomstig zijn
   • Hoeveel energie heb je nodig om de anode te exciteren?
   • Verklaar vanwaar de pieken afkomstig zijn
2. Interferenties ICPMS
3. Verklaar waarom de brekingsindex kleiner is dan 1
4. Quadrupool massafilter uitleggen
5. CI uitleggen

De Smedt

1. Leg de vier stappen van GFAAS uit
2. Leg het verschil uit tussen atomaire en moleculaire absorptie
3. Bespreek de chemische en instrumentele afwijkingen van de wet van Lambert-Beer
4. Leg het begrip "specificiteit" uit en leg de link met massaspectrometrie en chromatografie met UV-detectie
5. Bespreek de fluorimeter
6. wat is de functie van de ion-surpressor? (leg ook werking uit)
7. PMT uitleggen

16 januari 2017

De Gendt

1. Verschil tussen accuratie en precisie uitleggen
2. Leg de cryopomp uit
3. Leg de interferenties en oplossingen hiervoor uit bij ICP-MS
4. Bespreek de relatie tussen resolutie en transmissie, leg ook de relatie tussen kinetische energie en resolutie uit (in MS)
5. Leg EI volledig uit, vergelijk met CI
6. Leg TXRF volledig uit, verklaar ook de brekings index met formule (waarom dat n<1)
7. 4 mondeling vragen trekken

Carl

1. Alle optische interferenties in Vlam AAS bespreken
2. Bespreek 1 van de 2 volgende (Da zijn die artikels op toledo die ge denkt niet te moeten kennen :'( )

(a) Ruthenium uit pillen met GF AAS (b) Arsenium uit dino skelet met ICP AAS

16 januari 2016

De Gendt

1. Destillatie uitleggen en 2 componenten uit de cursus geven
2. Gevoeligheid en DL en het verband geven
3. Escape piek en Som piek uitleggen
4. Waarom is de brekingsindex bij TXRF altijd kleiner dan 1 (formule geven)
5. MALDI TOF
6. Quadrupool met het diagram en stabiliteitscurve (a en q parameters)

Carl

1. AAS vlam en GFAAS helemaal uitleggen
2. TGA en DSC uitleggen

13 januari 2015

De Gendt

1. Geef de definitie van detectielimiet en gevoeligheid. Geef ook hun verband grafisch weer.
2. Leg met behulp van methaan de 3 stappen uit van chemische ionisatie. Kan THF geïoniseerd worden met NH3 als ionisatiegas? (protonaffiniteiten gegeven)
3. Gegeven: ligging van een aantal pieken van een TXRF spectrum en tabellen met emissie- en absorptielijnen van de verschillende elementen. Benoem de pieken en geef uitleg bij de pieken die niet van het staal komen.
4. Een analist lost met HF/HNO3 een aluminosilicaat op en wil met ICP-MS het Fe-gehalte bepalen aan de hand van de meest voorkomende isotoop.
   • Waarom gebruikt de analist HF? Welke voorzorgen moet hij nemen?
   • Welke isobare interferentie kan optreden?
   • Welke resolutie is vereist om de piek van de interferent af te scheiden?
   • Geef 3 manieren om de interferentie te overkomen.
5. Mondeling: gegeven een afbeelding van de a vs q voor een quadrupole mass analyzer. Leg aan de hand van het werkingsprincipe van deze mass analyzer de figuur uit, bespreek hoe de massascheiding gebeurt en hoe we de resolutie kunnen verhogen.
6. Willekeurige mondelinge bijvragen willekeurig te trekken (Wat wordt beïnvloed door de spanning en stroom van een X-stralenbron? Welke dragers kunnen we gebruiken als we Si willen bepalen met TXRF? Welke ionisatiebron voor MS heeft de grootste spreiding wat betreft kinetische energie en wat kunnen we hieraan doen?)

Carl

1. (mondeling)
   • Circuit tekenen voor een systeem waar een monochromator sinusoidaal wordt gevariëerd om de signaal/achtergrondverhouding van een atomaire lijn te bepalen. Een bepaalde sinusoidale spanning komt overeen met de bewegende monochromator. De temperatuur wordt steeds verhoogd, het circuit moet hieruit bepalen bij welke temperatuur de signaal/achtergrondverhouding de grootste is en deze verhouding opslaan met een peak detector. De ingangsspanningen zijn de wisselspanning en die van de detector
   • Wat zijn de oorzaken van de temperatuursafhankelijke achtergrond en signaalintensiteit in een AES-experiment?
2. (deze of 3 op te lossen) Geef voor een AAS-vlam experiment de oorzaken van spectrale interferentie en 3 manieren om deze op te lossen, waarbij je de opstelling moet tekenen voor elke methode.
3. (deze of 2 op te lossen) Leg de werking uit van de volgende technieken en geef de belangijkste onderdelen:
   • AAS grafietoven
   • AAS hydridegeneratie

12 januari 2015

De Gendt

1. • Geef de definitie van detectielimiet en gevoeligheid. Geef ook hun verband grafisch weer.
   • Beschrijf chemische ionisatie en electron impact ionisatie. Geef het verschil tussen deze technieken.
   • Bij massaspectrometrie kan men een electron impact ionisatie beter combineren met een magnetic sector/electrostatic sector massafilter dan met een TOF massafilter. Leg uit waarom en beschrijf ook de werking van beide massafilters kort.
   • Zoek de typische energiewaarden van de Ka en Kb lijnen op van Cr. Is een X-stralen bron van Zn met zijn typische Ka en Kb lijnen in staat deze X-stralen van Cr te genereren? Verklaar en geef alle nodige energiën.
   • Bij een ICPMS ontstaat er bij de 75As interferentie van 40Ar 35Cl. Bereken de nodige resolutie om deze pieken te onderscheiden. Geef ook (algemeen) 3 methoden om interferentie bij ICPMS te vermijden.
   • (MONDELING) Leg het werkingsprincipe van TXRF uit. Hierbij hoef je geen ingewikkelde formules te gebruiken.
   • (MONDELING) Hij heeft 18 vragen, daar moest je er 4 uit trekken.
   • Bij wafer mapping wordt de contaminatie volledig opgelost. Wat geeft de grootste contaminatie: 1 groot deeltje of veel kleine deeltjes
   • Wat geeft de gevoeligste vacuumdetectie: een capacitance manometer of een pirani gauge. Leg kort de werking van een capacitance manometer uit.
   • Wat is het beste voor organische moleculen: electron impact ionisatie of chemische ionisatie
   • Stel ik wilt Si in een staal onderzoeken met TXRF, welk substraat gebruik ik dan best?

Carl

1. (MONDELING)Vraag 1(a): Teken alle componenten van een thermische gravimetrische techniek. Geef ook een korte beschrijving van de componenten. Elektronische componenten hoeven niet besproken te worden.
   • (i) Wat is een typische gevoeligheid? (M.a.w.: wat is het maximum massa dat je hiermee kunt meten?)
   • (ii) Wat zijn de gevoelige delen bij deze opstelling, waar kunnen er fouten en onzekerheden optreden?
   • (iii) Wat zijn de verschillende kalibratiemethoden?
   • (iv) Geef een voorbeeld van een meting en zijn interpretatie
2. (MONDELING)Vraag 1(b): Gegeven is een elektronisch circuit. Bereken (algemeen, geen waarden) enkele voltages op bepaalde punten in dit circuit en het uiteindelijke uitgangsvoltage.
3. Vraag 2 en vraag 3: kies één van deze vragen en los op. De andere hoef je dan niet op te lossen.
   • Vraag 3(a): Een onderzoeker wil 1 klein staal onderzoeken met behulp van een absorbantietechniek. Teken een mogelijke opstelling.
   • Vraag 3(b): Geef duidelijk weer waar het staal is voor en tijdens de meting, bespreek de plaatsing van de lichtbron en enkele eigenschappen van de lichtbron, geef duidelijk de gekozen absorbantietechniek en bespreek deze, bespreek hoe je de golflengtedispersie doet en bespreek de detectietechniek.Hier hoeven geen kalibratietechnieken, interferenties, background etc besproken te worden.

15 januari 2013

De Gendt

1. Wat is het verschil tussen precisie en accuratesse?
2. Hogere gevoeligheid geeft lagere detectielimiet. Leg uit en geef een figuur.
3. Waarom is bij een golflengte-dispersieve TXRF de gevoeligheid van de detector van ondergeschikt belang t.o.v. de energie dispersieve technieken?
4. Waterige oplossingen worden best bij zure pH in glazen flessen bewaard. Verklaar.
5. Is het mogelijk om Kα en Kβ lijn te bekomen met een Zn K-lijn? Geef alle energieën en genoeg uitleg (de energieën op te zoeken in tabel).
6. Bij een ICPMS-meting van een As/HCl/H2O in Ar als draaggas ontstaat er interferentie.
   • Wat is die interferentie?
   • Wat moet de resolutie zijn om de pieken te onderscheiden? (je krijgt een PSE)
   • Geef tenminste 2 manieren om die interferentie te verwijderen.
7. Mondeling: Figuur van stabiliteitscurves. Eerst uitleggen voor welke techniek deze gebruikt worden (quadrupool massafilter), hoe de algemene werking is en hoe men de resolutie kan verbeteren. En nog een tweetal bijvragen, niet per se over de vraag zelf.

Carl

1. Gegeven een hele uitleg over een atomaire emissie bij 295,5 nm en het gebrek ervan bij 265,5 nm, het spectrum voor emissie en een variatie in signaalintensiteit met temperatuur.
   • Teken een elektronisch circuit met operationele versterkers die de outputspanning Vout geeft die overeenkomstig is met grootste atomaire subovergangen. Nog gegeven: als λ=295 dan Vsin>=4,8V; wanneer Vsin=<0,2V en ertussenin voor golflengtes tussen 295,5 en 296,5 nm.
   • "ALs u het moeilijk vindt om een circuit te trekken, probeer dan de verschillende stappen die nodig zijn te beschrijven"
   • Geef de redenen waarom zowel de intensiteit van atomaire overgangen als de intensiteit van de achtergrond in een AES-experiment kan veranderen met temperatuur.
2. Leg uit in detail de techniek van differentiële thermische analyse en toon grafisch de verschillende soorten signalen (en hun interpretatie) die vaak worden waargenomen tijden een analytische procedure. Beschrijf de kalibratiemethoden in verband met deze techniek.

14 januari 2013

De Gendt

Enkel laatste vraag mondeling te bespreken

1. Bij TXRF is het belangrijk dat het substraat een kleiner brekingsindex kleiner is dan 1. Hoe kan een materiaal een brekingsindex hebben die kleiner is dan 1?
2. Leg het verband uit tussen gevoeligheid en DL (geef een figuur voor gevoeligheid).
3. Verklaar waarom bij quadrupool MS verhoogde resolutie gepaard gaat met verlaagde gevoeligheid.
4. Waarom is CI te verkiezen boven EI bij MS van organische moleculen (geen set-up tekenen, wel duidelijk ionisatie mechanisme bespreken)
5. Welke spectrale interferentie mag men verwachten bij de detectie van Fe? Bereken de resulutie (tabel met isotoopmassas gegeven)
6. ...
7. tabel van Zr en Hf die worden bestraald met W en Mo lampen (TXRF). Vul de tabel in en leg wat uit waarom bepaalde elementen bij bepaalde lampen worden waargenomen. (Mondeling, daarna nog enkele korte vraagjes in de trant van de juist of fout vragen hieronder vermeld.

Carl

1. Gekke vraag waarbij je veel moet rekenen en je best in tabelletjes werkt ;). Het kwam er op neer om aan de hand van gegeven Einsteincoëfficiënten en energie en ontaarding van bepaalde overgangen te berekenen welke overgangen de grootste intensiteit hebben.
2. Beschrijf 1 van volgende technieken (voorbereiding staal, beschrijving van handelingen, interferenties, detectielimiet)
   • Bepaling As met hydridegeneratie AAS
   • Bepaling Ru met grafietoven AAS

17 januari 2012

De Gendt

Alles ook mondeling bespreken.

1. Leg uit: EI en CI en geef de verschilpunten.
2. 5 correct of fout vragen + uitleg
   • Wat geeft de grootste contaminatie: een deeltje van 100µm grootte of 1000 deeltjes van 1 µm grootte. (dichtheid was gegeven) en moest het grootte deeltje zijn
   • Bij Quadrupool MS leidt verhoogde resolutie tot verlaging van gevoeligheid
   • Iets over de escape piek
   • Zuren worden best in een glazen fles bij zure pH bewaard
3. Bereken de gevoeligheid die een massaspectrometer nodig heeft om 2 pieken, die van het staal en een interferentie (massa's waren gegeven) te berekenen. Geef ook enkele technieken om de interferentie tegen te gaan.
4. Tabel van Zr en Hf die worden bestraald met W en Mo lampen (TXRF). Vul de tabel in en leg wat uit waarom bepaalde elementen bij bepaalde lampen worden waargenomen.

Carl

1. a) Geef een eenvoudig circuit voor een absorbantie meter. b) Breidt dit uit zodat er minder ruis is.
2. Beschrijf 1 van volgende technieken (voorbereiding staal, beschrijving van handelingen, interferenties, detectielimiet,...)
   • Bepaling As met hydridegeneratie AAS
   • Bepaling Ru met grafietoven AAS
   • Bepaling Se met hydridegeneratie AAS

11 januari 2010

De Gendt

2 vragen mondeling (vraag 1 en 3), de andere 2 vragen enkel schriftelijk.

1. 8 correct of fout vragen met uitleg (max 1 voor juist, 0 voor niet ingevuld en -0,5 voor fout)(8 punten)
   • EI geniet bij MS van organische moleculen de voorkeur op CI wegens de grotere Energie overdracht (of zoiets)
   • Bij Quadrupool MS leidt verhoogde resolutie tot verlaging van gevoeligheid
   • Wat geeft de grootste contaminatie: een deeltje van 100µm grootte of 1000 deeltjes van 1 µm grootte. (dichtheid was gegeven) en moest het grootste deeltje zijn
   • Men kan via ICPMS zeker zijn dat de piek bij 56Fe enkel van deze is, opgemeten in waterige matrix. (je krijgt lijst met isotopen van alle elementen)
   • Bij XRF zorgt enkel x-stralen voor excitatie
   • Zuren met hoog kookpunt kunnen door Isothermale (Suambient) boiling worden gezuiverd
   • Samples worden best in glazen flessen bij neutrale pH gehouden.
   • Is er bij een pomp in het vicous flow regime een hoog verschil in druk tussen de kamer en de inlaat?
2. Leg het principe van een quadrupool MS uit. (Geen vgl's, gewoon principe) (4 punten)
3. Spectrum van TXRF, bepalen van welk element elke piek komt en ook de oorsprong. (Sum peak etc) (periodiek systeem met spectrale overgangen gegeven + energieën gegeven) (5 punten)
4. Welke interferenties treden op bij ICPMS en hoe kan je ze vermijden? (3 punten)

Carl

Beide vragen besproken op het mondelinge examen

1. Rare oefening, vanalles berekenen maar vooral weten wat hoogste I geeft bij overgangen
2. Interferenties bij AAS vlam en oven. Welke en leg uit hoe je ze kan verhelpen.