546-0331/01 – Analytical and Physical Chemistry ()
| Gurantor department | Department of Environmental Engineering | Credits | 9 |
| Subject guarantor | Fiktivní Uživatel | Subject version guarantor | Fiktivní Uživatel |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 2 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2005/2006 | Year of cancellation | 2007/2008 |
| Intended for the faculties | HGF | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Teaching methods
Summary
Student familiarizing with choice chemical and physico - chemical processes
and regaining as well basic knowledge of significant physical relations and
regularity, which avails for understanding actions biasing environment. Bases
of thermodynamic. Chemical reactions and their rate. Chemical balances and
their meaning for chemical analysis. Phase conversion and phasic balances.
Phasic interface and action on them. Influence of actions on phasic interfaces
on processes outdoor and their technical usage. Choice chemical and
physiochemical processes.
Compulsory literature:
Atkins P.W.: Physical Chemistry. Oxford Univ.Press, Oxford 1996
Harris D. C.: Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York : W.H.
Freeman, 1995.
Kalavská,D., Rúriková,D.: Minilexikon analytickej chémie, Alfa, Bratislava,
1990
Kellner R., Mermet J. M., Otto M., Widmer H. M.: Analytical Chemistry, Wiley
1998.
Skoog D. A., Holler, J. F., Nieman T. A. : Principles of instrumental
analysis. 5th ed. Philadelphia : Saunders College Publishing, 1998.
Skoog D. A.: Analytical chemistry : an introduction. 7th ed. Fort Worth :
Saunders College Publishing, 1999.
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
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.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.