617-3023/01 – Pokročilé analytické metody (PAM)

Garantující katedraKatedra chemieKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MAT27 doc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.
VON37 Ing. Jiřina Vontorová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami chemické, fázové, texturní analýzy a vybranými metodami elektronové mikroskopie. Studenti porozumí principům vybraných metod, typům přístrojového vybavení pro tyto metody a porozumí interpretaci výsledků získaných těmito metodami.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět je zaměřen na teoretickou i praktickou výuku pokročilých metod zkoumání různých typů materiálů nacházejících se ve skupenství pevném, kapalném a plynném.

Povinná literatura:

PRAUS, Petr a Jiřina VONTOROVÁ. Analytická chemie II. Ostrava: VŠB-TUO, 2015. ISBN 978-80-248-3734-5. HOLZBECHER Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. Praha: SNTL, 1987, ISBN 80-891-7461-2. ZÝKA, Jaroslav a Přemysl BERAN. Analytická příručka. Díl II. 3., přeprac. a rozš. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1980.

Doporučená literatura:

SOMMER, Lumír. Základy analytické chemie II. Brno: VUTIUM, 2000. ISBN: 80-214-1742-0.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zápočtový test a ústní zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou další požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Stanovení chemického složení vzorků metodou rentgenové fluorescenční spektroskopie. Vznik RTG záření, interakce vzorku s RTG zářením, energiově disperzní a vlnově disperzní spektrometry, příprava vzorků, kvalitativní a kvantitativní analýza. Rentgenová fluorescenční mikroanalýza. Praktické využití. 2. Optická emisní spektroskopie s buzením jiskrou a doutnavým výbojem. Buzení a charakteristika emisních spekter, OE spektrometry, příprava vzorků, kvalitativní a kvantitativní analýza. Využití OES s buzením pomocí doutnavého výboje ke studiu tloušťky vrstev a jejich složení. Metody Elementární analýzy pro stanovení C, S, N, O, H, princip, konstrukce přístrojů. Praktické využití. 3. RTG difrakční analýza, interakce RTG záření s krystalickými a amorfními látkami, vznik difrakčního obrazce, přehled RTG difrakčních technik. Prášková difrakční analýza, konstrukce RTG práškového difraktometru, RTG difrakční záznam, kvalitativní a kvantitativní fázová analýza. Praktické využití. 4. Metody mikroskopické. Pozorování vzorků pomocí skenovací elektronové mikroskopie, interakce vzorku s elektrony, využití sekundárních a zpětně odražených elektronů k tvorbě obrazu, konstrukce skenovacích elektronových mikroskopů, energiově a vlnově disperzní mikroanalýza. Transmisní elektronová mikroskopie, tvorba obrazu, konstrukce transmisních elektronových mikroskopů. Praktické využití. 5. IČ spektrometrie, interakce IČ záření s hmotou, IČ spektra, konstrukce IČ spektrometrů, vyhodnocení IČ spekter. Ramanova spektroskopie, vznik Ramanovských spekter, konstrukce Ramanovských spektrometrů, vyhodnocení spekter. Praktické využití. 6. UV-VIS difuzně reflektanční spektroskopie, princip metody, využití metody pro měření zakázaných pásů polovodičů, měření barevnosti vzorků. Praktické využití. 7. Stanovení specifického povrchu práškových materiálů metodou BET, konstrukce přístrojů, fyzikální sorpce, typy izoterem, hodnocení mikro- a mezo- pórovitosti. Stanovení makro a mezo pórovitosti rtuťovou porozimetrií, princip metody, konstrukce přístroje. Stanovení distribuce velikosti částic pomocí laserové difrakce. Praktické využití. 8. Termogravimetrie, přístrojové vybavení termogravimetrická křivka. Diferenční termická analýza, přístrojové vybavení, DTA křivky. Diferenční skenovací kalorimetrie, přístrojové vybavení, DSC křivky. Praktické využití. 9. Metody převodu pevných vzorků do kapalné fáze. Stanovení chemického složení metodou atomové absorpční spektrometrie, absorbance, zdroje záření, atomizace pomocí plamene, elektrotermická atomizace, generování hydridů a studených par rtuti. Konstrukce přístrojů pro AAS, Emisní spektroskopie s buzením pomocí indukčně vázané plazmy, princip metody, instrumentace. Praktické využití. 10. Elektrochemická analýza. Elektrochemický potenciál, potenciometrie, měření vodivosti, voltametrie, amperometrie. Metody založené na elektrolýze, rozpouštěcí techniky a elektrogravimetrie. Praktické využití. 11. Migrace iontů v elektrickém poli, elektroforéza plošná a kapilární, konstrukce přístrojů pro elektroforézu. Izotachoforéza, jednokolonové a dvoukolonové uspořádání, volba vedoucího a zakončujícího elektrolytu. Praktické využití. 12. Kapalinová a iontová chromatografie. Principy dělení v chromatografii (adsorpční, rozdělovací, iontová výměna, afinita), kapalinová chromatografie v plošném a kolonovém uspořádání, chromatogram, rozlišení, praktické využití. 13. Plynová chromatografie. Nosné plyny, nástřik vzorku, typy kolon, detektory, praktické využití. Spektroskopické metody stanovení složení plynů. Metody stanovení hmotnosti a počtu částic v ovzduší, praktické využití. Laboratorní cvičení: 1. Bezpečnost práce 2. RTG fluorescenční spektroskopie (měření složení práškových vzorků) 3. RTG fluorescenční spektroskopie (měření složení slitin) 4. Optická emisní spektrometrie s buzením pomocí doutnavého výboje (stanovení chemického složení slitin, stanovení složení Zn vrstvy). 5. RTG difrakční analýza (identifikace fází v práškovém vzorku) 6. RTG difrakční analýza (kvantitativní stanovení obsahu fází) 7. Skenovací elektronová mikroskopie (pozorování struktury vzorku slitiny a práškových vzorků, chemická mikroanalýza) 8. Atomová absorpční spektroskopie (stanovení obsahu vybraných prvků ve slitinách po jejich rozkladu) 9. Elementární analýza (stanovení obsahu uhlíku a síry ve vzorku slitiny, stanovení TOC ve vodě) 10. IČ a Ramanova spektroskopie (využití metod pro studium pevných vzorků) 11. Stanovení specifického povrchu, stanovení hustoty He pyknometrií (stanovení specifického povrchu práškových vzorků) 12. Chromatografie (stanovení obsahu organických rozpouštědel plynovou chromatografií) 13. Izotachoforéza (využití izotachoforézy pro separaci barviv) 14. Prezentace výsledků z laboratorních cvičení, zápočet

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  16
        Zkouška Zkouška 70  35
Rozsah povinné účasti: 100 % účast v laboratorních cvičeních.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství TCH P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství TCH P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0712A130004) Chemické a environmentální inženýrství TCH P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku