546-0331/01 – Analytická a fyzikální chemie ()

Garantující katedraKatedra environmentálního inženýrstvíKredity9
Garant předmětuFiktivní UživatelGarant verze předmětuFiktivní Uživatel
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2005/2006Rok zrušení2007/2008
Určeno pro fakultyHGFUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PER34 doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+8

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

Fyzikální chemie jako vědní disciplína, její předmět a vztahy s ostatními vědami. Využití fyzikální chemie pro pochopení dějů ovlivňujících životní prostředí. Základy termodynamiky. Chemické vazby a vlastnosti materiálů. Chemické reakce a jejich rychlost. Chemické rovnováhy a jejich význam pro chemickou analýzu. Fázové přeměny a fázové rovnováhy. Fázová rozhraní a děje na nich. Vliv dějů na fázových rozhraních na procesy v přírodě a jejich technické využití Předmět a cíl analytické chemie. Chemická analýza jako prostředek zkoumání hmotných objektů. Význam analytické chemie pro životní prostředí. Proces chemické analýzy. Kvantitativní a kvalitativní chemická analýza. Stopová analýza. Odběr vzorků. Kontrola a zajištění jakosti v analytické chemii. Mobilní analytické metody. Automatizace v chemické analýze.

Povinná literatura:

1.Atkins P.W.: Physical Chemistry. Oxford Univ.Press, Oxford 1996 2.Berčík,J. a kol.: Fyzikálne a fyzikálnochemické analytické metódy, Alfa, Bratislava, 1977 3.Brdička R., Dvořák J.: Základy fyzikální chemie. Academia, Praha 1977 4.Brdička, R. a kol.: Úvod do fyzikální chemie. Praha, SNTL 1972 5.Harris D. C.: Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York : W.H. Freeman, 1995. 6.Holba V.: Fyzikálno-chemické vlastnosti atómov a molekul. SPN; Bratislava 1980 7.Holzbecher,Z., Churáček,J. a kol.: Analytická chemie SNTL, Praha, 1987. 8.Kalavská,D., Rúriková,D.: Minilexikon analytickej chémie, Alfa, Bratislava, 1990 9.Kellner R., Mermet J. M., Otto M., Widmer H. M.: Analytical Chemistry, Wiley 1998. 10.Moore W.J.: Fyzikální chemie, SNTL, Praha 1979 11.Polák R., Zahradník R.: Kvantová chemie. SNTL, Praha 1985 12.Skoog D. A., Holler, J. F., Nieman T. A. : Principles of instrumental analysis. 5th ed. Philadelphia : Saunders College Publishing, 1998. 13.Skoog D. A.: Analytical chemistry : an introduction. 7th ed. Fort Worth : Saunders College Publishing, 1999. 14.Sommer L. a kolektiv: Základy analytické chemie II, VUTium Brno 2000. 15.Sommer L.: Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998. 16.Šrámek,V., Kosina,L.: Analytická chemie, FIN Olomouc 1996, ISBN 80-7182-005- 9 17.Vacík J.: Obecná chemie. Praha, SPN 1986 18.Volka K.: Analytická chemie II. VSCHT Praha 1995. 19.Zýka J. a kol. : Analytická příručka. Díl I a II. SNTL Praha, 1988.

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Základní pojmy: Hmota (látka) a záření, množství látky – mol, Avogadrova konstanta, extenzivní a intenzivní veličiny, molární veličiny, jednotky pro koncentraci. Zákon zachování hmoty a energie, jednotka energie. Vlastnosti plynů: Stav látky, jednotky tlaku a teploty, standardní hodnoty tlaku a teploty, absolutní teplota, teplotní stupnice, stavová rovnice ideálního plynu. Kinetický model ideálního plynu:rozložení rychlosti, střední kvadratická rychlost, střední rychlost. Reálné plyny: van der Waalsovy rovnice kritické veličiny plynu. První termodynamická věta: Vnitřní energie, objemová práce, reverzibilní a ireverzibilní děje, stavové funkce, entalpie, tepelné kapacity při konstantním objemu a tlaku. Termochemie: entalpie (teplo) tání varu, sublimace, tuhnutí, kondenzace, reakční slučovací. Druhá termodynamická věta: Definice entropie systému a okolí. Clausiova nerovnost; entropie; definice Helmholtzovy a Gibbsovy energie spontánnost a rovnováha dějů. Definice chemického potenciálu čisté látky, chemický potenciál ideálního plynu, fugacita reálného plynu. Čisté látky: Pevné látky, kapaliny, plyny, fázové změny, Gibbsův zákon fází, rovnováha mezi fázemi, Clapeyronova rovnice, Clausiova-Clapeyronova rovnice, obsah vodní páry ve vzduchu, relativní vlhkost. Viskozita, povrchové napětí. Směsi: Parciální molární veličiny, parciální molární objem, chemický potenciál složek směsi, Raoltův zákon, Henryho zákon, koligativní vlastnosti roztoků: zvýšení bodu varu, snížení bodu tuhnutí, rozpustnost tuhých látek, osmotický tlak. Var směsi kapalin. Definice aktivity, aktivita složek v plynné směsi a roztoku, směšovací Gibbsovy funkce. Chemické rovnováhy: Reakční Gibbsovy energie, standardní reakční Gibbsovy energie, rovnovážní konstanta, závislost rovnovážné konstanty na teplotě (van´t Hortova rovnice), závislost rovnovážného složení a tlaku, homogenní a heterogenní chemické rovnováhy. Elektrochemie: Silné a slabé elektrolyty, kyseliny a zásady, pH, pufry, málo rozpustné soli. Galvanické články, měření pH. Kinetika chemických reakcí: Reakční rychlost, reakční řád, molekularita reakce, stacionární stav, rychlost radioaktivního rozpadu, rozpadové řady. Elektrické a optické vlastnosti látek: Dipólový moment, elektrická permitivita, index lomu, elektronové přechody, elektronová spektroskopie, absorbance. Koloidní soustavy: Rozdělení, příprava koloidních systémů, význam. Díly lyofilní a lyofobní. Ultrafiltrace, dialýza, elektroforéza. Aerosoly. Pěny, emulze gely. Úvod: analytická chemie, chemická analýza, kvalitativní a kvantitativní analýza. Typy chemických reakcí používaných v analytické chemii. Základní pojmy: důkaz, identifikace, stanovení. Vyhodnocení měření, vyjádření výsledků analýzy: aritmetický průměr, medián, směrodatná odchylka, interval spolehlivosti. Chyby analýzy: nahodilé, systematické, správnost, přesnost, rozpětí, odlehlé výsledky. Základní výpočty v analytické chemii: vyjadřování koncentrace: procentuální, ppm, molarita, křížové pravidlo pro ředění roztoků, příprava roztoků a pevné substance. Analytické reakce, Protolytické reakce ve vodném prostředí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh. Komplexotvorné rovnováhy, popis komplexotvorných rovnováh, hydrolýza kationtů a aniontů, organická analytická činidla. Požadavky na chemické reakce využitelné v analytické chemii. Analytické reakce za vzniku sraženin, rozpustnost a součin rozpustnosti, substituční srážení, konverze sraženin. Redoxní rovnováhy: popis redoxních reakcí, standardní a formální potenciál. Gravimetrie, Teorie vzniku sraženin, pochody na sraženinách; vážení; zpracování sraženin, gravimetrické postupy. Procesy analýzy – obecná osnova: formulace úlohy a návrh řešení, vzorkování, úprava vzorku před analýzou, separační a koncentrační kroky, vlastní měření, vyhodnocení měření a vyjádření výsledků analýzy návrh činnosti vyplývající ze získaných dat. Principy kvalitativní chemické analýzy. Skupinová a selektivní činidla, původ analytické selektivity, maskovací činidla. Orientační zkoušky: popis pH – reakce rozpustnost, vývoj plynů při reakci s kyselinou, zkoušky v plameni. Reakce selektivní (skupinové) Reakce specifické, příklady důkazových reakcí.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45 (45) 0
                Projekt Projekt 25  0
                Písemka Písemka 20  0
        Zkouška Zkouška 55 (55) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 25  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 30  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2006/2007 (B2102) Nerostné suroviny (3904R022) Zpracování a zneškodňování odpadů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (B2102) Nerostné suroviny (3904R022) Zpracování a zneškodňování odpadů K čeština Most 2 povinný stu. plán
2005/2006 (B2102) Nerostné suroviny (3904R022) Zpracování a zneškodňování odpadů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (B2102) Nerostné suroviny (3904R022) Zpracování a zneškodňování odpadů K čeština Most 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku