617-2004/01 – Základy analytické chemie (ZACh)

Garantující katedraKatedra chemieKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Petr Praus, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Petr Praus, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PAV57 Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D.
PRA37 prof. Ing. Petr Praus, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

6172004/01 (pro 2. roč. Bc. TZP) Cílem předmětu je seznámit posluchače se základy klasické a instrumentální analýzy. Posluchači budou schopni porozumět teoretickým 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. 6172004/02 (pro USP, 1. roč. NMgr. TPE) • Seznámit posluchače se základy klasické a instrumentální analýzy. Teoreticky probírané analytické metody jsou voleny tak, aby posluchačům představily analytické metody používané v běžné praxi. • Poznatky získané na přednáškách procvičit na laboratorních úlohách. • Poskytnout přehled o běžné analytické praxi v různých oborech • Naučit interpretovat analytická data z pohledu uživatele Získané znalosti • Schopnost porozumět teoretickým principům analytických metod • Schopnost orientovat se v odborné literatuře • Schopnost aplikovat tyto metody v praxi

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět je zaměřen na výuku základních metod klasické a instrumentální analýzy, které se používají v běžných laboratořích. Výuka je vedena formou přednášek a laboratorních cvičení(pro 2. roč. Bc. TZP). Výuka je vedena formou přednášek, výpočtových a laboratorních cvičení (pro USP, 1. roč. NMgr. TPE).

Povinná literatura:

1. Klika Z., Praus P., Analytická chemie I. Skriptum, Ostrava, VŠB-TUO, 2002, 172 s. 2. Praus P., Plachá D., Vybrané kapitoly z instrumentální analýzy. Studijní opora, VSB-TUO, 2008, 206 s. 3. Praus P., Vontorová J.: Analytická chemie II. VŠB-TUO, Ostrava 2015, 158 s.

Doporučená literatura:

1. Sommer L. a kol., Základy analytické chemie I. Skriptum, Brno, VUTIUM, 1998, 199 s. 2. Sommer L. a kol., Základy analytické chemie II. Skriptum, Brno, VUTIUM, 2000, 347 s. 3. Holzbecher Z., Churáček J. a kol., Analytická chemie. Praha, SNTL, 1987, 664 s

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Základní znalosti z anorganické, organické a fyzikální chemie.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky 1. Využití a dělení analytické chemie, základní jednotky. Statistické zpracování výsledků měření: Normální rozdělení a 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 analýzou a 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, druhy titrací. Protolytické rovnováhy. Neutralizační titrace: Výpočty pH, tlumivé roztoky, výpočet titrační křivky, acidobazické indikátory, příklady využití. 4. Komplexotvorné rovnováhy: Tvorba komplexů, konstanta stability, podmíněná konstanta stability. Komplexometrické titrace (merkurimetrie, chelatometrie): Odměrná činidla, indikátory, vliv pH, výpočet titrační křivky, přímé a nepřímé 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, filtrace a čištění sraženin, sušení a žíhání, organická srážedla, příklady využití. 6. Modely atomu, kvantová čísla, výběrová pravidla přechodu elektronů, vznik atomových spekter, Heisenbergův princip neurčitosti a šířka spektrálních čar. Disperze na hranolu a mřížce, rozlišení spektrálních čar, detekce elektromagnetického záření. Atomová emisní spektrometrie: Způsoby atomizace a excitace, typy monochromátorů a detektorů, kvantitativní využití (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), možnosti korekce měření, monochromátory, detektory, analyzátory rtuti, praktické využití. 8. Vznik rentgenových spekter, spojitá a čárová spektra, Augerovy elektrony a kvantový výtěžek. Rentgenová fluorescenční spektrometrie: 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. Infračervená spektrometrie: Zdroje záření, úprava vzorku, rozpouštědla, monochromátory, detektory infračerveného záření, spektra vybraných látek, Fourierova transformace, praktické využití. 11. Elektrochemický potenciál (Petersova a Nernstova rovnice), druhy elektrod, referentní elektrody, iontově selektivní elektrody, potenciometrická titrace, využití potenciometrie v praxi. Vodivost slabých a silných elektrolytů, měření vodivosti, konduktometrie přímá a konduktometrické titrace, využití v praxi. 12. Elektrolýza, přenos hmoty při elektrolýze, difúzní a kapacitní proud, Ilkovičova rovnice. Polarografie: Polarografické křivky, 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, typy kolon, detektory (hmotnostní detektory-způsoby ionizace, separace iontů, interpretace spekter), příklady využití. Kapalinová chromatografie: Volba mobilní a stacionární fáze, dávkování vzorku, kolony, detektory, gelová a iontová chromatografie, 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 izotachoforézy a 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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní 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  5
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3909) Procesní inženýrství (2805R002) Chemie a technologie ochrany životního prostředí P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMMI 2017/2018 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2016/2017 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2015/2016 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI_N 2014/2015 prezenční čeština povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok