O razvoju analitskih tehtnic

piše dr. Albin Pintar

Sposobnost natančnega merjenja mase predstavlja temeljni vidik znanstvenega raziskovanja. Analitske tehtnice so bile zasnovane za opravljanje takšne funkcije in med drugim služijo kot osnovno orodje za določanje kemijske sestave. Preproste tehtnice so uporabljali že pet tisoč let pred našim štetjem. Njihova zgodovina je tako dolga, da sama beseda “tehtnica” izvira iz latinske besede bilanx, kar pomeni “dve ponvi”. Sodobna analitska tehtnica izvira iz sredine 18. stoletja, ko je škotski kemik Joseph Black razvil tehniko uporabe lahkega, togega žarkovnega kazalca, podprtega na ležišču v obliki rezila noža. Natančnost, dosežena s to inovacijo, je daleč presegla natančnost katere koli druge naprave za tehtanje.

Princip delovanja takšnih tehtnic je bil podoben delovanju gugalnice. Uporabljali so jih tako, da so vzorec dali v eno posodo in nato dodajali znano težo v drugo posodo, dokler ni bilo vzpostavljeno ravnovesje. Da bi se izognili potrebi po rokovanju z izjemno majhnimi referenčnimi utežmi, so bile tehtnice opremljene z jahačem, ki ga je bilo mogoče premikati vzdolž nosilca, s čemer so vplivali na majhne spremembe gravitacijskega navora. Ker so na delovanje tovrstnih tehtnic vplivali zračni tokovi in vlaga, so bili njihovi ključni deli v zaprtem steklenem ohišju. Čeprav je obstajalo zelo veliko različic enakoročne tehtnice, je temeljna zasnova, ki se odraža v teh primerih, služila kot steber v laboratorijih kar 200 let, tj. od 1750 do 1950. Od leta 1948 pa se je zasnova tehtnic spremenila v smeri razvoja naprav z eno posodo ali pladnjem.

V svoji najnaprednejši obliki so analitske tehtnice te vrste dosegle natančnost manj kot 0,001 miligrama. To pomeni, da lahko z njimi zaznamo razlike v masi v manj kot enem delu v 10.000.000 delih. Nekatere od tehničnih izboljšav v sod-

Znanstveni Dose Ki

nosilca, ki deluje preko interakcij med iridijevimi nanodelci, posamičnimi atomi in titanovim oksinitridnem nosilcem (TiON). Tovrstna interakcija lahko tudi do 10-krat poveča stabilnost TiON obnih analitskih tehtnicah so vključevale vgrajene nastavitvene uteži, ki se jih upravlja z digitalnimi številčnicami, magnetne zavore za dušenje nihanja tehtalnega pladnja, mikroskopsko ali mikroprojekcijsko odčitavanje kota naklona merilnega žarka, itd. nosilca. To dognanje je omogočila komplementarna uporaba naprednih karakterizacijskih tehnik in teoretskih izračunov. Rezultati študije ponujajo novo strategijo za podaljšanje življenjske dobe PEM elektrolizerjev. So katalizatorji potrebni za pretvorbo sladkorjev v furane?

Viri: McGraw Hill, Encyclopedia of Science and Technology. McGraw Hill, Inc., New York, 1987.

Wilson, C.L. in Wilson, D.W., Comprehensive Analytical Chemistry. Elsevier Publishing Company, New York, 1959, pp. 107-123. Smith, H.M., Torchbearers of Chemistry. Academic Press Inc., New York, 1949.

Paradigma nujnosti uporabe trdnih katalizatorjev za pretvorbo monosaharidov v furane, kot sta furfural (FUR) in hidroksimetilfurfural (HMF), se odraža v stotinah objavljenih znanstvenih člankov vsako leto, kjer avtorji z najrazličnejšimi materiali za katalizo poskušajo razložiti mehanizem površinskih reakcij ter povečati dobitke produktov. Kinetič- na študija je uspela z uporabo naprednih eksperimentalnih in računskih metod dokazati, da je za pretvorbo monosaharidov v HMF najbolj učinkovita odsotnost vsakršnih katalizatorjev s kislimi mesti, čeprav se ravno ti v vodni fazi najpogosteje preskušajo. Čeprav se z uporabo katalizatorjev energijska bariera kemijskih reakcij zniža, je znižanje z do sedaj znanimi katalizatorji vedno nesorazmerno večje za neželene reakcije v primerjavi z želenim dehidracijskim korakom. Študija je tudi pokazala, da je zaradi

Znanstveni Dose Ki

visoke razlike med aktivacijskimi energijami želenih in neželenih reakcij, optimalno pretvorbo izvajati brez katalizatorja pri zelo visokih temperaturah in izjemno nizkih zadrževalnih časih.

Vpliv topila na kislinsko depolimerizacijo lignina Lesna biomasa je lahko zelo uporaben vir različnih platformnih kemikalij, za to jo je potrebno ločiti na celulozo, lignin in hemicelulozo. Klasični postopki so osredotočeni na ohranjanje strukture celuloze medtem, ko se lignin pretežno degradira. Za nadaljnjo nadgradnjo lignina je potrebno lignin ločiti brez pretirane degradacije. Naše delo je obsegalo kinetični opis acidolize – kislinske separacije aromatskega dimera benzil fenil etra na dva aromatska monomera. Pokazali smo da se ob prisotnosti kisline benzil fenil eter loči na benzilni karbokation