617-1803/01 – Organická analýza (OA)

Garantující katedraKatedra chemieKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Michal Ritz, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Michal Ritz, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení2016/2017
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
VON37 Ing. Jiřina Vontorová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Seznámit se s instrumentálními metodami v organické analýze. Hlavní pozornost je věnována separačním a spektrálním metodám a jejich užití při analýze organických látek.

Vyučovací metody

Přednášky
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Předmět je nadstavbou předmětu Anorganická analýza v oblasti popisu struktury organických látek, jak z hlediska teoretického, tak i praktického (prohloubení spektrálních a separačních metod instrumentální strukturní analýzy). Částečně je také věnován klasické organické analýze funkčních skupin a jejich reakcím.

Povinná literatura:

[1] Praus, P., Dombek V., Klika Z. Základy analytické chemie VŠB-TUO, Ostrava, 2001, 110 s. [2] Stránský, Z. a kol. Analýza organických sloučenin UP, Olomouc,1981. 235 s. [3] Holzbecher, Z., Churáček J.a kol. Analytická chemie SNTL, Praha 1987, 664 s. [4] Zýka, J. a kol. Analytická příručka 1. a 2. díl, SNTL, Praha např. 1973 a 1988. [5] Kalous, V. a kol. Metody chemického výzkumu SNTL Alfa, Praha 1987. 431s. [6] Böhm, S., Smrčková-Voltrová S. Strukturní analýza organických látek Skripta, VŠCHT Praha, Praha, 1995.

Doporučená literatura:

[1] Churáček, J. a kol. Analytická separace látek SNTL, Praha, 1990, 384 s. [2] Kalous, V. Jak moderní chemie zkoumá strukturu molekul SNTL, Praha, 1983, 152 s.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou žádné další požadavky na studenty.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Příprava vzorku k analýze a předběžné zkoušky. Příprava vzorku pro stopovou analýzu: extrakce kapalinou, extrakce sorbentem, extrakce plynem-headspace analýza, čištění extraktu, vlastnosti (skupenství, barva, zápach; rozpustnost, rozdělení do skupin). 2. Elektronová spektroskopie (UV, VIS), luminiscenční spektroskopie. Molekulové orbitaly, chromofor, teorie LCAO, teorie ligandového pole, charge transfer komplexy, výběrová pravidla, auxochrom, ovlivnění polohy a intenzity molekulových pásů. Spektrometrie UV-VIS. Zdroje záření, monochromátory, typy kyvet, detektory, praktické využití v UV a VIS oblasti. Luminiscenční spektrometrie. Fluorescence, fosforescence, praktické využití. 3. Infračervená spektroskopie. Rotační a rotačně vibrační spektra malých molekul, harmonický a anharmonický oscilátor, vlnočet, výběrová pravidla, typy vibrací. výpočet délek vazeb, klasický infračervený spektrometr, příprava vzorků plynů, kapalin a pevných látek k měření, analýza spektra, interpretace fundamentálních frekvencí, spektroskopie organických molekul. FTIR přístroje, spektroskopie kvalitativní a kvantitativní vyhodnocování stanovovaných složek. Blízká IR (NIR) . 4. Ramanova spektroskopie. Polarizace molekul indukovaná a permanentní, Rayleighův rozptyl, Stokesovy a Anti-Stokesovy linie. Instrumentace: laserove zdroje, monochromátory, detektory, využití (např. v biologii). Nukleární magnetická rezonanční spektroskopie. Jaderný spin, magnetický moment, Larmorova frekvence, Boltzmannovo rozdělení, relaxace spin-mřížka, relaxace spin-spin, chemický posun (vliv aromatického jádra, izolované dvojné a trojné vazby), spektra 1. řádu, interakční konstanta. 5. Nukleární magnetická rezonanční spektroskopie (pokračování). NMR spektra vyšších řádů, zjednodušování spekter (posuvná činidla, deuterizace, decoupling), vliv chemické výměny v NMR spektrech. Instrumentace a vyhodnocování spekter, spektra vybraných organických látek. 13C-NMR spektrometrie, Pulzní metody, Fourierova transformace, akumulace dat, příklady spekter. 6. Hmotnostní spektrometrie. Molekulový ion a fragmentace, základní fragmentační mechanismy, fragmentace některých organických sloučenin. Způsoby ionizace (EI, CHI, MALDI, API, FAB atd.) 7. Hmotnostní spektrometrie (pokračování). Způsoby separace a detekce iontů (jednoduchá a dvojí fokuzace, průletový analyzátor), příklady fragmentace iontů, stanovení molekulové hmotnosti, určení sumárního vzorce, příklady a interpretace hmotnostních spekter. 8. Spojení spektrálních metod. Identifikace látek pomocí spekter UV-VIS, MS, IČ a NMR a elementární analýzy, praktické příklady. 9. Elektrochemické metody v organické analýze. Elektrolýza, přenos hmoty při elektrolýze, difúzní a kapacitní proud, Ilkovičova rovnice. Polarografie: Polarografické křivky, půlvlnový potenciál, rušivé vlivy a jejich eliminace, pulzní metody, praktické využití. Voltametrie, stripping voltametrie, coulometrie. 10. Plynová chromatografie. Nosné plyny, nástřik vzorku, náplně kolon, detektory (včetně GC-MS), pyrolýzní chromatografie, derivatizace organických látek. Separace alifatických a aromatických uhlovodíků, alkoholů a fenolů, karboxylových kyselin, esterů a aminokyselin, karbonylových látek, aminů a amidů. Příklady využití v analýze složek životního prostředí (PAU, PCB, vybrané pesticidy, dioxiny, těkavé halogenované látky, fenoly apod.). 11. Kapalinová chromatografie. Volba mobilní a stacionární fáze, dávkování vzorku, kolony, detektory, gelová a iontová chromatografie. Separace aromatických uhlovodíků, esterů karboxylových kyselin a aminokyselin, aminů a amidů, příklady využití při analýze složek životního prostředí (PAU, vybrané pesticidy, fenoly atd.). 12. Elektromigrační metody. Kapilární zónová elektroforéza, gelová elektroforéza, kapilární izotachoforéza, izoelektrická fokusace. Popis základních teoretických principů a instrumentace. Využití při separaci karboxylovýh kyselin, fenolů, aminů a aminokyselin, peptidů a bílkovin, humínových látek, fragmentů DNA, chirální separace. 13. Spojení spektrálních a separačních metod GC-MS, LC-MS, LC-NMR, LC/GC-FTIR, LC-UV/VIS, LC-AAS, GC-AES. Spojení obou technik (molekulové separátory), způsoby ionizace, detekce iontů. 14. Elementární analýza. Rozklad vzorku–oxidační a redukční destrukce. Důkaz a stanovení C, H, N, O, S; halogenů, dalších prvků. Důkazy funkčních skupin a identifikace organických sloučenin. Stanovení organických látek na základě reakcí funkčních skupin. Určování fyzikálních konstant. Bod tání a směsný bod tání; bod varu a destilační křivka, hustota, index lomu, optická otáčivost, spalné teplo, povrchové napětí atd.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr, platnost do: 2016/2017 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  21
        Zkouška Zkouška 55  30
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku