Úvod:

Analytická chemie společně s chemií fyzikální představují základy chemického myšlení, kterému je třeba se naučit pro zvládnutí dalších chemických disciplín. 

Obsah předmětu:

1. Předmět analytické chemie. Kvalitativní a kvantitativní analýza. Chemické a instrumentální metody. • 2. Teoretické základy analytických metod. Analytické reakce. Chemická rovnováha. Acidobazické reakce. Teorie kyselin, zásad - Arrhenius, Brönsted, Lewis. Disociační konstanty protolytických rovnováh. Vodíkový exponent pH. Výpočty pH roztoků silných kyselin a zásad. Výpočty pH roztoků slabých jednosytných protolytů. Výpočty pH vícesytných kyselin a zásad. Výpočty pH hydrolyzovaných solí. Výpočty pH směsi slabé jednosytné kyseliny a konjugované zásady. Výpočty pH amfolytů. Tlumivé roztoky. Komplexotvorné reakce. Komplexotvorné rovnováhy. Využití komplexotvorných reakcí v analytické chemii. Srážecí reakce. Součin rozpustnosti. Výpočty rozpustnosti málo rozpustných látek. Ovlivňování rozpustnosti málo rozpustných látek. Vlastnosti a tvorba sraženin. Oxidačně-redukční reakce. Oxidačně-redukční rovnováhy. Ovlivnění oxidačně-redukčního potenciálu. Katalytické a indukované reakce. • 3. Kvalitativní chemická analýza. Důkazuschopnost analytických reakcí. Základní postup při kvalitativní chemické analýze. Příprava roztoků činidel a čistota chemikálií. Předběžné zkoušky. Zkoušky v plameni. Zkoušky rozpustnosti. Kvalitativní anorganická analýza na mokré cestě. Převádění tuhého vzorku do roztoku. Běžné operace s roztoky. Analytické postupy dělení iontů. Skupinové reakce iontů. Skupinové reakce kationtů. Reakce HCl. Reakce H2SO4. Reakce H2S. Reakce (NH4)2S. Reakce KOH. Reakce NH3. Reakce uhličitanu sodného a amonného. Reakce alkalických fosforečnanů. Reakce alkalického chromanu. Reakce KI. Skupinové reakce aniontů. Reakce barnatých iontů. Reakce stříbrných iontů. Oxidačně-redukční reakce aniontů. Selektivní reakce kationtů. Charakteristika iontů alkalických kovů. Reakce iontů Li+. Reakce iontů Na+, K+, NH4+. Charakteristika iontů alkalických zemin. Reakce iontů Mg2+. Reakce iontů Ca2+, Sr2+, Ba2+. Reakce iontů Al3+, Sn2+ a Sn4+, Pb2+. Reakce iontů As3+ a As5+. Reakce iontů Sb3+ a Sb5+, Bi3+. Charakteristika iontů skupiny železa. Reakce iontů Fe2+ a Fe3+, Co2+, Ni2+. Reakce iontů Cu2+, Ag+, Zn2+. Reakce iontů Cd2+. Reakce iontů Hg22+ a Hg2+, Cr3+. Reakce iontů Mn2+. Selektivní reakce aniontů. Reakce iontů F-. Reakce iontů Cl-, Br-, I-. Reakce iontů SO42-, SO32-, S2-. Reakce iontů S2O32-. Reakce iontů NO3-, NO2-, PO43-, CO32-. • 4. Kvantitativní chemická analýza. Odebírání, úprava a převádění vzorku do roztoku. Vážení vzorku. Vážková analýza. Základní operace vážkové analýzy. Srážení. Filtrace. Promývání. Sušení a žíhání. Výpočet obsahu hledané složky. Odměrná analýza. Základní pojmy v odměrné analýze. Obecný postup při odměrné analýze. Acidobazické titrace. Odměrné roztoky v acidimetrii a alkalimetrii. Acidobazické indikátory. Titrační křivky a volba indikátoru. Příklady acidobazických stanovení. Acidobazické titrace v nevod-ných prostředích. Komplexotvorné titrace. Chelatometrie. Merkurimetrie. Srážecí titrace. Argentometrické titrace. Oxidačně-redukční titrace. Indikace oxidačně-redukčních titrací. Oxidimetrické metody. Manganometrie. Cerimetrie. Bromatometrie. Bichromatometrie. Reduktometrické metody. Jodometrie. Chromometrie. Titanometrie. • 5. Hodnocení analytických výsledků. Chyby analytických stanovení. Náhodné chyby. Gaussovo normální rozdělení chyb, odhady parametrů x a s, Deanův-Dixonův koeficient, interval spolehlivosti, hladina významnosti. Soustavné chyby. Studentův test, Lordův test. Hrubé chyby. Grubbsův Q-test. • 6. Instrumentální analýza a rozdělení instrumentálních analytických metod. Optické metody. Refraktometrie. Interferometrie. Polarimetrie. Emisní spektrální analýza. Plamenová fotometrie. Inductively Coupled Plasma - ICP. Absorpční spektrální analýza. Nefelometrie a turbidimetrie. Fotoluminiscenční metody. Absorpční spektrometrie. Spektrofotometrie. Absorpční fotometrie. Kolorimetrie. Atomová absorpční spektrometrie. • 7. Separační metody. Destilace. Extrakce. Výměna iontů. Elektroforéza. Chromatografie. Plynová chromatografie. Kapalinová chromatografie. Teoretické zpracování chromatografických metod. • 8. Elektrochemické metody. Potenciometrie. Druhy elektrod. Galvanické články. Referentní elektrody. Elektrody pro měření pH. Iontově selektivní metody. Potenciometrická titrace. Elektrolytické metody. Elektrogravimetrie. • 9. Nanočástice - všeobecná charakteristika. Nanočástice - využití v praxi a ve výuce chemie.

Cíle předmětu:

Hlavní cíle kurzu jsou: • zvládnutí základů kvalitativní a kvantitativní analytické chemie, instrumentálních analytických metod a jejich aplikací, analytických výpočtů a metod zpracování a analýzy chemických dat a výsledků.

Výstupy z učení:

Na konci tohoto kurzu bude student schopen: • -  rozumět teoretickým základům kvalitativní a kvantitativní analytické chemie, instrumentálních analytických metod, analytických výpočtů a metod zpracování a analýzy chemických dat a výsledků • - využít teoretických poznatků k posouzení a srovnání vhodnosti použití chemických a jednoduchých instrumentálních metod při kvalitativní a kvantitativní analýze vzorků • - mít ucelený přehled, vztahující se k obsahu učiva daného předmětu (Předmět analytické chemie. Kvalitativní a kvantitativní analýza. Chemické a instrumentální metody. Chemické výpočty).