Examples of acids:

Hydrochloric acid is a solution of hydrogen chloride (HCl) in water, that is a highly corrosive, strong mineral
acid. It is found naturally in gastric acid. Hydrochloric acid is a strong inorganic acid that is used in many
industrial processes.
E.g. : hydrochloric acid can be used to regulate the acidity (pH) of solutions.
OH− + HCl → H2O + Cl−
In industry demanding purity (food, pharmaceutical, drinking water), high-quality hydrochloric acid is used
to control the pH of process water streams. In less-demanding industry, technical quality hydrochloric acid
suffices for neutralizing waste streams and swimming pool treatment
Acetic acid is an organic compound with the chemical formula CH3COOH. It is a colourless liquid that when
undiluted is also called glacial acetic acid. Acetic acid is the main component of vinegar (apart from water),
and has a distinctive sour taste and pungent smell. It is mainly produced as a precursor to polyvinylacetate
and cellulose acetate. Although it is classified as a weak acid, concentrated acetic acid is corrosive, and
attacks the skin.
Mineral acids (inorganic acids)
· Hydrogen halides and their solutions:
hydrochloric acid (HCl), hydrobromic acid
(HBr), hydroiodic acid (HI)
· Sulfuric acid (H2SO4)
· Fluorosulfuric acid (HSO3F)
· Nitric acid (HNO3)
· Phosphoric acid (H3PO4)
· Fluoroantimonic acid (HSbF6)
· Fluoroboric acid (HBF4)
· Hexafluorophosphoric acid (HPF6)
· Chromic acid (H2CrO4)
· Boric acid (H3BO3)
Carboxylic acids
· Acetic acid (CH3COOH)
· Citric acid (C6H8O7)
· Formic acid (HCOOH)
· Gluconic acid HOCH2-(CHOH)4-COOH
· Lactic acid (CH3-CHOH-COOH)
· Oxalic acid (HOOC-COOH)

ACIDS

An acid is a substance which reacts with a base. Commonly, acids can be identified as tasting sour, reacting
with metals such as calcium, and bases like sodium carbonate. Aqueous acids have a pH of less than 7,
where an acid of lower pH is typically stronger. Chemicals or substances having the property of an acid are
said to be acidic.
Common examples of acids include acetic acid (in vinegar), sulfuric acid (used in car batteries), and tartaric
acid (used in baking). As these three examples show, acids can be solutions, liquids, or solids. Gases such as
hydrogen chloride can be acids as well. Strong acids and some concentrated weak acids are corrosive, but
there are exceptions such as carboranes and boric acid.
There are three common definitions for acids: the Arrhenius definition, the Brønsted-Lowry definition, and
the Lewis definition. The Arrhenius definition states that acids are substances which increase the
concentration of hydronium ions (H3O+) in solution. The Brønsted-Lowry definition is an expansion: an acid
is a substance which can act as a proton donor. Most acids encountered in everyday life are aqueous
solutions, or can be dissolved in water, and these two definitions are most relevant. The reason why pHs of
acids are less than 7 is that the concentration of hydronium ions is greater than 10−7 moles per liter. Since
pH is defined as the negative logarithm of the concentration of hydronium ions, acids thus have pHs of less
than 7. By the Brønsted-Lowry definition, any compound which can easily be deprotonated can be
considered an acid. Examples include alcohols and amines which contain O-H or N-H fragments.

SEPARATIONS OF ORGANIC COMPOUNDS

The evolution of organic chemistry into a modern experimental science has occurred primarily because pure organic compounds can be isolated from the rich sources of organic compounds found in nature. Natural sources such as plants, coal and petroleum contain complex mixtures of organic compounds. The separation of these complex mixtures into their individual components is performed through the use of techniques based on differences in physical properties of organic compounds. Physical properties such as solubilities and boiling points are translated into viable, procedures for the selective isolation of particular materials from their environment.

       The separation methods that are of greatest importance in organic chemistry are extraction, crystallization (filtration), distillation and chromatography. Extraction and crystallization techniques depend on the solubility characteristics of organic compounds. Separations by distillation rely on differences in boiling points among the components of a mixture. Differences in the abilities of chemicals to adhere to surfaces (adsorption) are basic to chromatographic separations. Each of these methods is built upon a distinguishable physical difference among the components of a mixture.

We can separate compounds that differ in their solubility properties, boiling points, or adsorptivities by using separation techniques that are based on these physical differences. Frequently chemical reactions, particularly acid-base reactions are employed to produce dramatic physical differences between components of mixtures.

VOCABULARY:

science	-nauka
occur	- występować
primarily	- głównie
pure	- czysty
compound	- związek
isolated	- wyodrębniony, wydzielony
sources	- źródła
plants	- rośliny
coal	- węgiel
petroleum	- ropa naftowa
complex	- zespół
mixtures	- mieszaniny
separation	- rozdzielanie
component	- komponenty
techniques	- techniki
physical	- fizyczne
properties	- właściwości
solubility	- rozpuszczanie
boiling point	- temperatura wrzenia
abilities	- zdolności
adhere	- przywieranie
surfaces	- powierzchnia
adsorption	- adsorpcja
chromatography	- chromatografia
adsorptivity	- adsorpcyjność                                                    - reakcje
reactions	- reakcje
acid	- kwas
base	- zasada
dramatic	- dramatyczny

Identyfikacja wybranych związków chemicznych, ilościowe oznaczanie stężenia gliceryny w preparacie farmaceutycznym metodą refraktometryczną

Cel ćwiczenia –ilościowe i jakościowe  oznaczanie  związków chemicznych

                          opartych na zjawisku załamania światła

         Promień świetlny padający pod kątem a na płaszczyznę rozgraniczającą dwa ośrodki ulega załamaniu pod kątem b. Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania określany jest współczynnikiem załamania światła lub współczynnikiem refrakcji (n):

                                           sin a

                                 n =                             

                                           sin b

Pomiaru współczynnika załamania dokonuje się w temperaturze 20⁰C, w świetle sodowym o długości fali 589,3 nm. Zwiększając kąt padania do wartości 90⁰, zwiększa się kąt załamania i osiąga maksimum (kąt graniczny). Ponieważ sinus kąta 90⁰ równa się 1, to równanie opisujące współczynnik refrakcji przyjmuje postać:

                                                  1

                               n =                             

                                         sin b_gr

Pomiar współczynnika refrakcji sprowadza się do zmierzenia kąta granicznego. Kąt graniczny stanowi ostre rozgraniczenie między częścią oświetloną i nieoświetloną ośrodka.

Współczynnik załamania zależy od rodzaju związku chemicznego i jego stężenia. Pozwala to na identyfikację związku chemicznego, wykrywanie zanieczyszczeń i oznaczenia ilościowe. Współczynnik refrakcji zmniejsza się nieliniowo wraz ze wzrostem temperatury.

Zależność pomiędzy współczynnikiem załamania światła, a gęstością i masą molową określa tzw. refrakcja molowa (R_M). Współczynnik załamania światła jest wielkością niemianowaną, natomiast R_M wyraża się w [cm³mol^-1]

   

Ważną właściwością refrakcji molowej jest jej addytywność. Można ją obliczyć na podstawie znajomości wzoru i struktury cząsteczki, jako suma odpowiednich udziałów refrakcji atomów i inkrementów uwzględniających wiązania i pierścienie.

Ćwiczenie 1 –  oznaczanie stężenia gliceryny w

                         preparacie farmaceutycznym

Aparatura

Refraktometr J257

 

Odczynniki

·Podstawowy roztwór gliceryny – 10%

·Woda destylowana

·Preparat farmaceutyczny „Gliceryna”

Wykonanie pomiarów

1.       Sporządzić wzorcowe roztwory gliceryny:

·        odmierzyć do kolejnych, ponumerowanych probówek po 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 i 2 ml roztworu podstawowego gliceryny.

·        próbki uzupełnić wodą destylowaną do 2 ml.

·        uzyskuje się roztwory wzorcowe gliceryny o stężeniu: 1, 2, 4, 6, 8 i 10%.

2. Przygotować roztwór preparatu farmaceutycznego

·        odmierzyć do probówki 0,25 ml preparatu farmaceutycznego i uzupełnić wodą destylowaną do 5 ml

3. Pomiar współczynnika załamania

·        Przy pomocy refraktometru dokonać pomiaru współczynnika refrakcji wody destylowanej oraz przygotowanych wzorcowych roztworów gliceryny.

·        Zmierzyć współczynnik refrakcji roztworu preparatu farmaceutycznego o nieznanym stężeniu gliceryny.

Opracowanie wyników

Wyniki zestawić w tabeli i sporządzić wykres kalibracyjny przedstawiający zależność współczynnika refrakcji n od stężenia gliceryny. Oś Y wykresu powinna rozpoczynać się w punkcie odpowiadającym współczynnikowi refrakcji wody (stężenie gliceryny O%). 

Melting point

Melting point

Definition of a melting point

No physical constant of solids is more widely used by organic chemists than the melting point (MP). In a practical sense, the melting point of a crystalline solid is simply the temperature at which the solid changes to a liquid under the pressure of one atmosphere. For a pure substance, the change is usually quite sharp and the temperature is characteristic and not significantly affected by moderate changes in pressure. Hence, the melting point is a convenient constant commonly used in the identification of solids. In addition, because the melting point is almost always markedly altered by the presence of impurities, it is a valuable criterion of purity.

The liquid form of a pure substance, when cooled in such a way that supercooling is prevented, solidifies at the same temperature at which the pure solid phase melts. For a pure substance, then, the melting and freezing points are identical. The melting and freezing points of a substance are best defined as the temperature at which the liquid and solid phases can exist in equilibrium with each other under a total pressure of one atmosphere.

To measure the melting point of a substance, it is necessary to gradually heat a small sample of the substance while monitoring its temperature with a thermometer. The temperature at which liquid is first seen is the lower end of the melting point range. The temperature at which the last solid disappears is the upper end of the melting point range. A pure substance normally has a melting point range no larger than 1-1.5 ^oC. There are several methods by which melting points can be determined, and the choice of method depends mainly upon how much material is available. One of the most common ways of determining the melting point of a substance is a capillary method.

VOCABULARY:

affect - wywierać wpływ                                        rough - nierówny, szorstki, pobieżny

alter – zmienić                                                                                       solid – ciało stałe

convenient - wygodny, dogodny                              bath - kąpiel

criterion (Sg) criteria (Pl) – kryterium                                         purity – czystość

determination - oznaczanie                                    change - przemiana

freezing point – temperatura/punkt krzepnięcia            capillary - kapilara

impurities - zanieczyszczenia                            insert -wkładać, wstawiać

in addition - na dodatek, w dodatku                    cool - chłodzić, stygnąć

liquid - ciecz                                                                                          range - zakres

markedly - wyraźnie, znacząco                          accurate - dokładny

melting point – temperatura/punkt topnienia                liquid - ciecz

moderate - umiarkowany                                  fill - napełniać

one atmosphere - jedna atmosfera                            melt - topić, topnieć

phase - faza, okres                                            crystalline - krystaliczny

pressure - ciśnienie                                          solidify - krzepnąć, tężeć

prevent - zapobiegać                                            freeze - zamarzać, krzepnąc

rapid - szybki                                                     identification - identyfikacja

sample – próbka                                                                                   constant – stała

sharp – ostry, nagły                                          exist - istnieć, znajdować się

significant - znaczący, ważny                                  equilibrium - równowaga

supercool – przechłodzić                                                                 gradualny - stopniowo

valuable - wartościowy, cenny                                pure - czysty

Zasada ALARA

dopuszcza się jednorazowo 50 mSv pod warunkiem, że w ciągu kolejnych 5 lat jej sumaryczna wartość nie przekroczy 100 mSv.

- w działaniach kryzysowych dopuszcza się 500 mSv/rok, ale mogą w nich uczestniczyć wyłącznie ochotnicy szczegółowo poinformowani o zagrożeniach wynikających z przyjęcia takiej dawki promieniowania.

Rozpad substancji promieniotwórczych

Substancje promieniotwórcze ulegają rozpadowi - ich aktywność zmniejsza się wraz z upływem czasu.

Czas połowicznego rozpadu (czas połowicznego zaniku lub okres półtrwania): określamy symbolem T_1/2 - czas w ciągu którego aktywność promieniotwórcza substancji zmniejsza się o połowę.

Czas połowicznego rozpadu charakteryzuje dany izotop promieniotwórczy niezależnie od czynników środowiskowych np. temperatury czy ciśnienia.

Czasami ze względów praktycznych przyjmuje się w przybliżeniu, że „całkowity” rozpad danego radionuklidu następuje po czasie równym pięciu czasom połowicznego zaniku, czyli gdy jego aktywność spadnie do poziomu 1/32 aktywności początkowej.

np. T_1/2 dla jodu ¹³¹ wynosi 8 dni, czyli 8 x 5, ten umowny całkowity rozpad nastąpi po 40 dniach, a dla węgla ¹⁴C, T_1/2 wynosi 5730 lat, całkowity rozpad nastąpi po 28650 latach.

Oprócz czasu połowicznego zaniku w ujęciu fizycznym, określany jest także biologiczny czas połowicznego rozpadu. Odpowiada on czasowi po jakim nastąpi spadek aktywności danego izotopu promieniotwórczego również do połowy wartości, ale wchłoniętej do organizmu. Jest on zawsze mniejszy od czasu fizycznego.

np. Ksenon ¹³³ - fizyczny T_1/2 wynosi 5,3 dnia, a biologiczny to tylko 0,35 minuty: dlaczego - ponieważ jest to gaz i po dostaniu się do organizmu jest z niego usuwany przez płuca.

                                                                                                                                             Ćwicz.3

W środowisku naturalnym występuje ponad 60 radionuklidów, z których część tworzy tzw. naturalne szeregi lub inaczej łańcuchy promieniotwórcze. Każdy z tych szeregów rozpoczyna się innym izotopem promieniotwórczym, a kończy izotopem stabilnym ( nie promieniotwórczym).

Charakterystyka poszczególnych szeregów promieniotwórczych

1.      Szereg uranowo - radowy: rozpoczyna się rozpadem alfa uranu ²³⁸U (T_1/2 = 4,47 x 10⁹ lat = 4 miliardy 470 milionów lat), a kończy się stabilnym izotopem ołowiu ²⁰⁶Pb.

W jego skład wchodzi 18 radionuklidów m. in.: ołów ²¹⁰Pb, uran ²³⁵U, rad ²²⁶Ra, polon ²¹⁰Po, ²³⁴U, radon ²²²Rn.

2.      Szereg torowy: rozpoczyna się rozpadem alfa toru ²³²Th (T_1/2 = 1,4 x 10¹⁰ lat = 14 miliardów lat), kończy go stabilny ołów ²⁰⁸Pb.

W skład szeregu wchodzi 12 radionuklidów m. in.: rad ²²⁸Ra, radon ²²⁰Rn, tor ²²⁸Th.

3.      Szereg uranowo - aktynowy: rozpoczyna się rozpadem alfa uranu ²³⁵U (T_1/2 = 7 x 10⁸ lat = 700 milionów lat), kończy się stabilnym ołowiem ²⁰⁷Pb. Zawiera 15 radionuklidów m. in.: rad ²²³Ra, proaktyn ²³¹Pa.

Te szeregi są źródłem promieniowania alfa w całej wartości tła naturalnego, ale oprócz tych szeregów bardzo dużą część tła stanowi izotop potasu ⁴⁰K, którego najwięcej występuje w wodzie.

Wszystkie pierwiastki rozpoczynające naturalne szeregi promieniotwórcze ze względu na długi okres połowicznego rozpadu nazywamy geologicznie trwałymi.

Oprócz tła rozpad tych pierwiastków daje też ciepło i zimno: gejzery, wody geotermalne.

Stężenie naturalnych radionuklidów (Bq/kg)