Předmět Základy analytické chemie (ZACh)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu ZACh - Základy analytické chemie, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je seznámit posluchače se základy klasické a instrumentální analýzy. Posluchači budou schopni porozumětteoretickým principům analytických metod a budou je umět aplikovat v praxi.Získané znalosti:Schopnost porozumět teoretickým principům analytických metod,Schopnost orientovat se v odborné literatuře,Schopnost aplikovat tyto metody v praxi.

Osnova

Přednášky1. Využití a dělení analytické chemie, základní jednotky. Statistické zpracování výsledků měření: Normální rozdělenía jeho parametry, interval spolehlivosti, testy odlehlosti hodnot, testy správnosti výsledků a shodnosti dvou průměrů,testování přesnosti dvou metod, referenční materiály.2. Volba analytické metody, charakteristiky analytické metody (přesnost, správnost, citlivost, robustnost, rozsah,mez detekce a stanovení, výtěžnost, selektivita). Odběry vzorků (plynné, kapalné a tuhé), úprava vzorků před analýzoua jejich prekoncentrace (extrakce kapalina-kapalina, kapalina-tuhá látka, plyn-tuhá látka), konzervace vzorků.3. Odměrná analýza obecně: Titrační křivka, bod ekvivalence a jeho detekce, standardizace odměrných roztoků, druhytitrací. Protolytické rovnováhy. Neutralizační titrace: Výpočty pH, tlumivé roztoky, výpočet titrační křivky, acidobazickéindikátory, příklady využití.4. Komplexotvorné rovnováhy: Tvorba komplexů, konstanta stability, podmíněná konstanta stability. Komplexometrickétitrace (merkurimetrie, chelatometrie): Odměrná činidla, indikátory, vliv pH, výpočet titrační křivky, přímé anepřímé titrace, příklady využití. Oxidačně-redukční rovnováhy, Petersova rovnice (i vliv pH). Redoxní titrace:Výpočet titrační křivky, oxidimetrické a reduktometrické titrace, indikace bodu ekvivalence, příklady využití.5. Součin rozpustnosti, rozpustnost látek a její ovlivnění. Srážecí titrace: Argentometrie, indikace bodu ekvivalence,využití v praxi. Gravimetrie: Gravimetrický faktor, vznik a zrání sraženin, vliv pH, znečištění sraženin, filtracea čištění sraženin, sušení a žíhání, organická srážedla, příklady využití.6. Modely atomu, kvantová čísla, výběrová pravidla přechodu elektronů, vznik atomových spekter, Heisenbergův principneurčitosti a šířka spektrálních čar. Disperze na hranolu a mřížce, rozlišení spektrálních čar, detekce elektromagnetickéhozáření. Atomová emisní spektrometrie: Způsoby atomizace a excitace, typy monochromátorů a detektorů, kvantitativnívyužití (Lomakinův vztah), kvantometrie, praktické využití.7. Atomová absorpční spektrometrie: Absorbance, závislost na koncentraci (Lambert-Beerův zákon), transmitance,zdroje záření, způsoby atomizace (plamenová, elektrotermická, generování hydridů a studených par rtuti), možnostikorekce měření, monochromátory, detektory, analyzátory rtuti, praktické využití.8. Vznik rentgenových spekter, spojitá a čárová spektra, Augerovy elektrony a kvantový výtěžek. Rentgenová fluorescenčníspektrometrie: Zdroje RTG záření, úprava vzorků, vlnová disperze na rovinných a ohnutých krystalech (Braggova rovnice,Rowlandova kružnice), typy detektorů, energetická disperze, kvantometrie, praktické využití.9. Interakce molekul a elektromagnetichého záření. Vznik molekulových (elektronových) spekter: Výběrová pravidla,teorie LCAO, teorie ligandového pole, charge transfer komplexy, ovlivnění polohy a intenzity molekulových pásů.Spektrometrie UV-VIS: Zdroje záření, monochromátory, typy kyvet, detektory, praktické využití v UV a VIS oblasti.10. Vibrace molekul: Harmonický a anharmonický oscilátor, vlnočet, výběrová pravidla, typy vibrací. Infračervenáspektrometrie: Zdroje záření, úprava vzorku, rozpouštědla, monochromátory, detektory infračerveného záření, spektravybraných látek, Fourierova transformace, praktické využití.11. Elektrochemický potenciál (Petersova a Nernstova rovnice), druhy elektrod, referentní elektrody, iontově selektivníelektrody, potenciometrická titrace, využití potenciometrie v praxi. Vodivost slabých a silných elektrolytů, měřenívodivosti, konduktometrie přímá a konduktometrické titrace, využití v praxi.12. Elektrolýza, přenos hmoty při elektrolýze, difúzní a kapacitní proud, Ilkovičova rovnice. Polarografie: Polarografickékřivky, půlvnový potenciál, rušivé vlivy a jejich eliminace, pulzní metody, praktické využití.13. Separační metody v analytické chemii, chromatografie plošná a kolonová. Principy dělení v chromatografii, chromatogram,teorie chromatografického patra, van Deemterova křivka. Plynová chromatografie: Nosné plyny, nástřik vzorku, typykolon, detektory (hmotnostní detektory-způsoby ionizace, separace iontů, interpretace spekter), příklady využití.Kapalinová chromatografie: Volba mobilní a stacionární fáze, dávkování vzorku, kolony, detektory, gelová a iontováchromatografie, příklady využití.14. Migrace iontů v elektrickém poli, mobilita a její ovlivnění, elektroosmotický tok. Elektroforéza plošná a kapilární:Dávkování vzorků, kapiláry, nosný elektrolyt, detekce, praktické využití. Izotachoforéza: Samozaostřující efekt,volba vedoucího a zakončujícího elektrolytu, jednokolonové a dvoukolonové uspořádání, detekce, spojení izotachoforézya elektroforézy, praktické využití.Laboratorní cvičení• Základní analytické operace (vážení, příprava roztoku, pipetace, titrace)• Kalibrace odměrného skla• Manganometrické stanovení železa v rudě• Alkalimetrické stanovení molární koncentrace kyseliny fosforečné• Gravimetrické stanovené ztráty žíhání vápence• Alkalimetrické stanovení obsahu uhličitanů ve vápenci• Chelatometrické stanovení vápníku a hořčíku• Argentometrické stanovení chloridů• Merkurimetrické stanovení chloridů• Gravimetrické stanovení železa• Jodometrické stanovení jodičnanů• Gravimetrické stanovení niklu• Chelatometrické stanovení bismutu a olova• Polarografická studie (stanovení kadmia, niklu a zinku)• Spektrofotometrická studie (stanovení manganu a chromu ve VIS oblasti)• Potenciometrické stanovení pH• Potenciometrické stanovení chromu a vanadu v oceli• Stanovení chloridů iontově selektivní elektrodou• Stanovení kadmia a olova atomovou absorpční spektrofotometrií• Konduktometrické stanovení měrné elektrolytické vodivosti vody• Validace metody pro stanovení chromu ve vodách VIS spektrofotometrií• Stanovení prvků v uhlí metodou rentgenové fluorescenční analýzy

Literatura

1. Klika Z., Praus P., Analytická chemie I. Skriptum, Ostrava, VŠB-TUO, 2002, 172 s.2. Praus P., Vontorová J.: Analytická chemie II. VŠB-TUO, Ostrava, 2015, 158 s.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. Ing. Petr Praus, Ph.D.

Vyučující

Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D.prof. Ing. Petr Praus, Ph.D.