546-0331/01 – Analytická a fyzikální chemie ()
| Garantující katedra | Katedra environmentálního inženýrství | Kredity | 9 |
| Garant předmětu | Fiktivní Uživatel | Garant verze předmětu | Fiktivní Uživatel |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2005/2006 | Rok zrušení | 2007/2008 |
| Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.