G6100 Metody laboratorního výzkumu minerálů a hornin

Přírodovědecká fakulta
jaro 2001
Rozsah
2/2. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Ing. Jiří Faimon, Dr. (přednášející)
RNDr. Petr Sulovský, Ph.D. (přednášející)
Garance
RNDr. Petr Sulovský, Ph.D.
Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Petr Sulovský, Ph.D.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Osnova
  • 1. Odběr a úprava vzorků: Odběr mineralogických a petrografických vzorků v terénu, technické pomůcky. Optimální velikost vzorku pro chemické analýzy (reprezentativnost). Kritéria pro výběr vhodných analytických metod (účel, cena analýzy, citlivost metody, potřebné množství vzorku). Úprava vzorků pro analýzy - drcení, sítování, homogenizace, kvartace. Metody separace minerálů: gravitační (rýžování, separace v těžkých kapalinách a suspenzích, gradientová metoda), magnetická (permanentním magnetem, elektromagnetická - nasucho / v suspenzi). Elutriace (Stokesův zákon, Kopeckého plavicí přístroj), flotace. Ruční separace. Příprava nábrusů a výbrusů ze soudržných hornin, z nesoudržných hornin, z minerálních zrn. 2. Makroskopické určování vlastností nerostů a hornin: subjektivní barevná škála, tvrdost, vryp, pach, štěpnost, fluorescence, radioaktivita. Měření měrné hmotnosti (pyknometricky, hydrostatickým vážením, pomocí těžkých kapalin). Měření indexu lomu (imerzní metoda a její variace, refraktometricky - metodou totální reflexe). Luminiscence minerálů, radioaktivita, radiografické metody. 3. Rentgenostrukturní výzkum: teoretický základ (Braggova rovnice a její odvození). Prášková metoda, uspořádání difraktometru (fokusační, semifokusační - bloková schémata). Příprava preparátů, instrumentální provedení. Vyhodnocení RTG-záznamů (film, grafický záznam, digitální záznam). Kvalitativní analýza - identifikace fází, práce s JCPDS kartotékou. Kvantitativní fázová analýza - postupy (RIR, vnitřní standard). Zjišťování mřížkových parametrů, Rietveldova metoda vypřesňování krystalové struktury. Monokrystalové metody (přehled). Možnosti využití rentgenografických dat. 4. Termický výzkum. Diferenciální termická analýza - princip metody, tepelné reakce minerálů, přístroje. Vyhodnocování DTA a TG záznamů, kvalitativní a kvantitativní analýza. Diferenciální kalorimetrie, dilatometrie, termoluminiscence, dekrepitometrie. Příklady použití termických metod v geologii. 5. Elektronová mikroskopie - princip řádkovacího a prosvětlovacího el. mikroskopu, zobrazovací mody. Elektronová mikrodifrakce. Analýza obrazu. Možnosti využití mikroanalýzy v geologických vědách. 6. Elektronová mikroanalýza - vlnově disperzní metoda, energiově disperzní metoda. Méně běžné metody mikroanalýzy (iontová mikrosonda, laserová ablační sonda). RTG-fluorescenční spektroskopie. 7. Chemická analýza: Chyby analýz, přesnost a správnost výsledků, relativní a absolutní chyba, systematická , náhodná a hrubá chyba, normální rozdělení náhodných chyb, směrodatn odchylka, šíření chyb, interval spolehlivosti, výpočty, vyjadřování výsledků. Rozdělení analytických metod, jejich použitelnost a aplikace, volba vhodné metody, přímé a nepřímé metody, náklady na analýzu. 8. Klasické metody: Vážkové metody, význam, srážení, filtrace, dekantace, příklady použití (stanovení SiO2, S), typická chyba stanovení. Odměrné metody, význam, titrace, titrační činidlo, indik tory, příklady použití (komplexometrické stanovení Ca, Mg, Al, oxidimetrické stanovení Fe, acidometrické stanovení SiO2), typická chyba stanovení. Dělicí metody, extrakce, měniče iontů. 9. Instrumentální metody. Princip, rozdělení (optické - spektrální, nespektrální, elektrochemické, chromatografické), použití, typické chyby, vyhodnocování relativních metod (metody kalibrační křivky, standardního přídavku a vnitřního standardu). 10. Spektrální metody emisní. Vznik spekter (Radiofrekvenční, mikrovlnná, vzdálená IČ, blízká a střední IČ, viditelná , UV, RTG, gama oblast), možnosti využití, metody (emisní spektrografie, plamenová spektrofotometrie, emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem, neutronová aktivační analýza), typické instrumentální uspořádání. 11. Spektrální metody absorpční Vznik absorpčních spekter, Lambert-Beerův zákon, metody (molekulová spektrofotometrie, atomová absorpční spektrometrie, infračervená spektrometrie), možnosti využití, typická instrumentální uspořádání. 12. Elektrochemické a chromatografické metody. Bez průchodu proudu: Elektrochemické potenciály, měření pH, iontově selektivní elektrody; s nenulovým proudem: polarografie (tribopolarograf). Chromatografie, přístrojové uspořádání, mobilní a stacionární fáze, plynová a kapalinová chromatografie, použití, výhody, oblast použití, chyby.
Literatura
  • Zussman: Physical Methods in Determinative Mineralogy. Academic Press, N. York 1983
  • Hulínský V., Jurek K.: Zkoumání látek elektronovým paprskem. SNTL, Praha 1983.
  • Johan Z., Rotter R., Slánský E.: Analýza látek elektronovými paprsky. SNTL, Praha 1970
  • Klika Z., Martinec P.: Analytické metody v geochemii. Skripta VŠB, Ostrava 1982.
  • Kőssler I.: Kvantitativní infračervená spektrometrická analýza. SNTL, Praha 1970
  • Borovec Zd. (1992): Metody laboratorního výzkumu hornin a minerálů. Skripta PřF KU Praha, 1992, 316 stran
  • Bouška V., Kašpar P.: Speciální optické metody. Academia, Praha 1983.
  • Táborský, Tomas: Příprava vzorků pro mineralogické studium. Metodická příručka ÚÚG č.5, Praha 1987
  • Krištín Josef et al. (1984): Metody laboratorného výskumu geologických materiálov, II. část. Skripta PrF UK Bratislava, 1984,139 stran
  • Blažek: Termická analýza. SNTL, Praha 1972.
  • Dubanský: Analýza uhlí elektronovou mikrosondou. Metodická přír. ÚÚG, Praha 1983
  • Slavík, Novák, Kokta: Mineralogie. Academia, Praha 1974.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2000, jaro 2002.