Informace o předmětu

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Výstupy z učení

Student se seznámí se základy analytické chemie, kvalitativní analýzou a metodami vážkové a odměrné analýzy.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

povinná literatura
• SKOOG, Douglas A., Donald M. WEST, F. James HOLLER a Stanley R. CROUCH. Analytická chemie. Translated by Karel Nesměrák - Václav Červený - Tomáš Křížek - Eliška. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2019, xxx, 950. ISBN 9788075920430. info

doporučená literatura
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info

neurčeno
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
písemná zkouška

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 15:00–16:50 B11/335

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Výstupy z učení

Student se seznámí se základy analytické chemie, kvalitativní analýzou a metodami vážkové a odměrné analýzy.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

povinná literatura
• SKOOG, Douglas A., Donald M. WEST, F. James HOLLER a Stanley R. CROUCH. Analytická chemie. Translated by Karel Nesměrák - Václav Červený - Tomáš Křížek - Eliška. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2019, xxx, 950. ISBN 9788075920430. info

doporučená literatura
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info

neurčeno
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
písemná zkouška

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 14:00–15:50 B11/205

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Výstupy z učení

Student se seznámí se základy analytické chemie, kvalitativní analýzou a metodami vážkové a odměrné analýzy.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

povinná literatura
• SKOOG, Douglas A., Donald M. WEST, F. James HOLLER a Stanley R. CROUCH. Analytická chemie. Translated by Karel Nesměrák - Václav Červený - Tomáš Křížek - Eliška. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2019, xxx, 950. ISBN 9788075920430. info

doporučená literatura
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info

neurčeno
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
písemná zkouška

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 17:00–18:50 B11/306

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Výstupy z učení

Student se seznámí se základy analytické chemie, kvalitativní analýzou a metodami vážkové a odměrné analýzy.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

povinná literatura
• SKOOG, Douglas A., Donald M. WEST, F. James HOLLER a Stanley R. CROUCH. Analytická chemie. Translated by Karel Nesměrák - Václav Červený - Tomáš Křížek - Eliška. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2019, xxx, 950. ISBN 9788075920430. info

doporučená literatura
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info

neurčeno
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
písemná zkouška

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 15:00–16:50 B11/335

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Výstupy z učení

Student se seznámí se základy analytické chemie, kvalitativní analýzou a metodami vážkové a odměrné analýzy.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

povinná literatura
• SKOOG, Douglas A., Donald M. WEST, F. James HOLLER a Stanley R. CROUCH. Analytická chemie. Translated by Karel Nesměrák - Václav Červený - Tomáš Křížek - Eliška. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2019, xxx, 950. ISBN 9788075920430. info

doporučená literatura
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info

neurčeno
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
písemná zkouška

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 14:00–15:50 B11/335

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Výstupy z učení

Student se seznámí se základy analytické chemie, kvalitativní analýzou a metodami vážkové a odměrné analýzy.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
písemná zkouška

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 17. 9. až Pá 14. 12. Út 14:00–15:50 B11/205

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

doporučená literatura
• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• ZÁRUBA, Kamil. Analytická chemie. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko technologická v Praze, 2016, 221 stran. ISBN 9788070809518. info
• ZÁRUBA, Kamil. Analytická chemie. Vydání první. Praha: Vysoká škola chemicko technologická v Praze, 2016, 224 stran. ISBN 9788070809501. info

neurčeno
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 18. 9. až Pá 15. 12. Út 14:00–15:50 B11/205

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 19. 9. až Ne 18. 12. Út 14:00–15:50 B11/205

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 14:00–15:50 B11/205

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 9:00–10:50 B11/132

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Informace učitele

Pro přihlášení ke zkoušce je nutný udělený zápočet z C3110.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 16:00–17:50 B11/205

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 10:00–11:50 B11/132

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 10:00–11:50 B11/132

Předpoklady

NOW ( C3110 Analytická chemie I-sem. )
Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 7 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 10:00–11:50 B11/132

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 15 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Pá 11:00–12:50 G2,02003

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 17 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 14:00–15:50 F1 6/1014

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 17 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 14:00–15:50 F1 6/1014

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 17 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• JANČÁŘ, Luděk a Irena JANČÁROVÁ. Analytická chemie. první, 2003. MZLU Brno: MZLU Brno, 2003, 195 s. ISBN 80-7157-647-6. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 13:00–14:50 02004

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 17 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• JANČÁŘ, Luděk a Irena JANČÁROVÁ. Analytická chemie. první, 2003. MZLU Brno: MZLU Brno, 2003, 195 s. ISBN 80-7157-647-6. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Čt 11:00–12:50 02004

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 17 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 12:00–13:50 02004

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• I. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení.
• Teoretické základy
• 1. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 2. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 3. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 4. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 5. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 6. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 11. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 8. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 9. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, *-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 10. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohzdrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 11. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem;

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• I. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení.
• Teoretické základy
• 1. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 2. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 3. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 4. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 5. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 6. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 11. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 8. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 9. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, *-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 10. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohzdrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 11. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem;

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• I. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení.
• Teoretické základy
• 1. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 2. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 3. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 4. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 5. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 6. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 11. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 8. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 9. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, *-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 10. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohzdrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 11. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem;

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• I. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení.
• Teoretické základy
• 1. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 2. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 3. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 4. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 5. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 6. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 11. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 8. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 9. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, *-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 10. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohzdrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 11. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem;

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/1/0. 3 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Údaje z období podzim 2011 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 15 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
prof. Mgr. Jan Preisler, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Tomáš Vaculovič, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 15 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). Na základě získaných informací pak student bude schopen pochopit její základní principy. Analýzou problému s využitím svých dosažených znalostí pak bude navrhovat jeho řešení.

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
• Analytical chemistry : a modern approach to analytical science. Edited by Jean-Michel Mermet - Matthias Otto - M. Valcárcel Cases. 2nd ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2004, xxviii, 11. ISBN 3527305904. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• SKOOG, Douglas A. Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004, 1 sv. ISBN 0534417965. info
• CHRISTIAN, Gary D. Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003, xix, 828 s. ISBN 0-471-21472-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Enke Ch., The Art and Science of Chemical Analysis, Wiley New York 2001
• OKÁČ, Arnošt. Analytická chemie kvalitativní. 3., dopl. vyd. Praha: Academia, 1966, 573 s. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info

Výukové metody

Teoretická příprava

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

C3100 Analytická chemie I

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokladem je absolvování základních přednášky z Obecné chemie (C1020)a příslušného laboratorního cvičení z tohoto předmětu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 17 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná).

Osnova

• 1. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků.
• Teoretické základy
• 2. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh.
• 3. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN- , I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam.
• 4. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj.
• 5. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí.
• Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické).
• 6. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla.
• Vážková analýza (Gravimetrie).
• 7. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraženinách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaSO4, metody na bázi hydroxidů; stanovení SiO2; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů.
• Titrační metody (roztoková volumetrie).
• 8. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii.
• 9. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, AgI, Ag2CrO4; titrační křivky směsí Cl-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, I-, SCN-; argentometrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti I2 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(ClO4)2 na indikátor sulfonazo III.
• 10. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadů acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, alfa-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací.
• 11. Komplexometrické titrace. Požadavky na komplexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN- : výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkurimetrické stanovení halogenidu, SCN-, CN- : výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohydrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatometrické titrace.
• 12. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMnO4 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kinetika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMnO4 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí : stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, SO2, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr2O7 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBrO3: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem. Reduktometrické titrace (např. titanometrie).

Literatura

• Sommer L., Základy analytické chemie I, VUTium Brno 1998.
• JANČÁŘ, Luděk a Irena JANČÁROVÁ. Analytická chemie. první, 2003. MZLU Brno: MZLU Brno, 2003, 195 s. ISBN 80-7157-647-6. info
• JANČÁŘOVÁ, Irena a Luděk JANČÁŘ. Základní chemické výpočty. Brno: MZLU, 2005, 116 s. ISBN 80-7157-575-5. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvalitativní analýza : vybrané postupy k důkazu iontů. 2. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 76 s. ISBN 8021011726. info
• Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
• SOMMER, Lumír. Teoretické základy analytické chemie. I. Brno: Vysoké učení technické, 1995. info
• ŠENKÝŘ, Jaroslav. Kvantitativní analýza : pracovní návody pro základní cvičení. 1. vyd. Brno: Vydavatelství Masarykovy univerzity, 1995, 44 s. ISBN 8021012145. info
• SKOOG, Douglas A. Analytical chemistry :an introduction. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1999, xxiv, 773. ISBN 0-03-020293-0. info
• HARRIS, Daniel C. Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995, xix, 837 s. ISBN 0-7167-2508-8. info
• Schwedt Georg, The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999.
• Kellner R., Mermet J.-M., Otto M., Widmer H. M., Analytical Chemistry, Wiley 1998.

Metody hodnocení

2 hodinová přednáška
kombinovaná zkouška (písemná a ústní část)

Navazující předměty

• C4050 Analytická chemie II

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C1660 Základy analytické chemie
  !C3100 && !C4050 && !C5230 && !NOWANY(C3100,C4050,C5230)  
• C3110 Analytická chemie I - seminář
  NOW(C3100)  
• C3120 Analytická chemie - praktikum
  (C1100||C4221) && (C3100||C1660)  
• C4050 Analytická chemie II
  C3100 && C3110  
• C5230 Analytická chemie
  !C3100 && !C4050 && !NOWANY(C3100,C4050)  
• C5420 Analytická chemie organických látek
  C2021 && C3022 && C3100 && C4050  
• C6160 Analytická chemie II - seminář
  C3100 && C3110  

• Statistika zápisu (podzim 2024, nejnovější)