C8102 Speciální metody - laboratorní cvičení

Přírodovědecká fakulta
jaro 2002
Rozsah
0/6/0. 8 kr. Ukončení: kz.
Garance
doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc.
Předpoklady
! C6390 Fyz. metody org.chemie-cvič.
Je vhodné absolvovat před cvičením přednášky: Separační metody C7021, Atomová spektrometrie C7031, Molekulová spektrometrie C7041, Elektroanalytické metody C7050. Vhodná je C7830 Kapilární elektroforéza a C7895 Analyt. hmotnostní spektrometrie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
ČÁST ANALYTICKÁ CHEMIE Metody optické spektroskopie, hmotnostní spektroskopie, elektroanalytické metody a separační analytické metody. a) Molekulová fluorescence, UV/Vis spektrofotometrie, atomová emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-AES), emisní plamenová spektrometrie (EFS). b) Voltamperometrometrická indikace, coulometrické titrace, inverzní voltamperometrie, iontově selektivní elektrody. c) Kapalinová chromatografie HPLC, izotachoforéza, plynová chromatografie, kapilární zónová elektroforéza, hmotnostní spektrometrie s průletovým analyzátorem a laserovou desorpcí/ionizací typu "matrix assisted" (MALDI-TOFMS).
Osnova
  • ČÁST ANALYTICKÁ CHEMIE 1) Úvod do laboratorního cvičení, klasifikované testy: spektroskopie, elektroanalytické metody, separační metody. 2) Fluorescenční spektroskopie. Excitační a fluorescenční spektra, fluorimetrické stanovení chininu, kalibrace, studium zhášení fluorescence, stanovení obsahu chininu v nápojích (TONIC). 3) Analýza archeologických materiálů(případně jiných reálných vzorků) atomovou emisní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem. Vypracování metody pro ICP spektrometr Pye Unicam - Philips PU 7000: výběr analytických čar, určení kalibrovaných koncentračních rozsahů, naměření spekter v okolí čar, volba bodů pro korekci pozadí, analýza reálných vzorků. 4) Výpočet excitační teploty v ICP výboji z Boltzmannova zákona s použitím emisních intenzit čar železa. Výpočet excitační teploty v ICP výboji metodou 2 čar. Výpočet průměrné koncentrace elektronů v ICP výboji ze Starkova rozšíření čáry H 486,1 nm. Měření se provádí na ICP spektrometru Jobin-Yvon 170 Ultrace. 5) Emisní plamenová spektrometrie. Měření samoabsorpce záření atomů sodíku v závislosti na koncentraci Na. Stanovení yttria a rubidia s použitím plamene acetylen-vzduch. Potlačení ionizace spektrálním tlumičem. Měření se provádí na spektrometru s vysokým rozlišením GDM-1000 Carl Zeiss Jena (dvojitý monochromátor). 6) SpektrofotometrieUV/Vis. Studium reakční kinetiky, vícesložková analýza. 7) Voltamperometrická indikace. Záznam souboru polarizačních křivek jako průřez redoxní titrací zadaného systému, vyhodnocením tohoto souboru nalézt vhodné parametry pro amperometrickou, biamperometrickou a bipotenciometrickou indikaci a odhadnout průběh titrační křivky. 8) Coulometrická titrace.Jodometrické stanovení thiosíranu s biamperometrickou indikací. 9) Inverzní voltamperometrie. Stanovení stopových množství těžkých kovů. 10) Iontově selektivní elektrody. Měření základních parametrů dusičnanové ISE (směrnice kalibrační závislosti, mez detekce, koeficienty selektivity běžných interferujících aniontů, vnitřní odpor ISE), stanovení dusičnanů ve vodách. 11) Kapalinová chromatografie. HPLC analýza směsi izomerů guanosinmonofosfátu. Separace a identifikace tří izomerů guanosinmonofosfátu v jejich směsi s použitím HPLC s obrácenou polaritou fází. Výpočet chromatografického rozlišení. Stanovení nečistot ve vzorku guanosin 5-monofosfátu metodou standardního přídavku. Určení stavu genetické informace ve vzorku zpracované DNA pomocí HPLC a stanovení rizika možného poškození pro případné potomky. Určení stavu demetylace genu FRM1 ve vzorku zpracované DNA na základě sledování poměru mezi metylovaným a nemetylovaným deoxycytosinmonofosfátem s použtím vnitřního standardu. 12) Izotachoforéza. Stanovení kyseliny glutamové v instantní polévce na přístroji EA 100 (Vila Labeco, SR) na dvoukolonovém systému (ITP-ITP) se zakoncentrováním. Stanovené množství je srovnáno s hygienickou normou. 13) Plynová chromatografie. Stanovení kofeinových derivátů v čaji pomocí plynové rozdělovací chromatografie (GLC) na přístroji Chrom 5. 14) Kapilární zónová elektroforéza. Separace a stanovení organických kyselin v nápojích s nepřímou detekcí. Kyseliny: šťavelová, vinná (E334), jablečná (E296), mléčná (E270), citronová (E330), jantarová (E363) a octová (E260). Stanovení se provádí v jablečném nápoji Fruiko. 15) MALDI TOF MS. Stanovení hmotových spekter matric: 3,4-dihydroxyskořicová kyselina C9H8O4, 2,5-dihydroxybenzoová kyselina C7H6O4. Rozbor vzorku kofeinu s matricí ( hodnota m/z). Purinové a pyrimidinové báze - měření hmotových spekter, stanovení metodou standardního přídavku.
Literatura
  • CHURÁČEK, Jaroslav. Nové trendy v teorii a instrumentaci vybraných analytických metod. Vyd. 1. Praha: Academia, 1993, 387 s. ISBN 8020000100. info
  • KANICKÝ, Viktor, Vítězslav OTRUBA, Lumír SOMMER a Jiří TOMAN. Optická emisní spektrometrie v indukčně vázaném plazmatu a vysokoteplotních plamenech. 1. st. Praha: Academia, 1992, 152 s. Pokroky chemie 24. ISBN 80-200-0215-4. info
  • CHURÁČEK, Jaroslav. Analytická separace látek. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1990, 384 s. ISBN 80-03-00569-8. info
  • SOMMER, Lumír. Analytical absorption spectrophotometry in the visible and ultraviolet : the principles. Amsterdam: Elsevier, 1989, 310 s. ISBN 0-444-98882-38. info
  • Analytická příručka. Edited by Jaroslav Zýka. 4., upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 831 s. info
  • Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
  • Pokroky v teorii a instrumentaci moderních analytických metod. Edited by Jaroslav Churáček. 2. přeprac. a dopl. vyd. Pardubice: Vysoká škola chemicko-technologická, 1988, 193 s. info
  • HOLZBECHER, Záviš a Jaroslav CHURÁČEK. Analytická chemie. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 663 s. info
  • SOMMER, Lumír. Analytická spektrometrie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1986, 173 s. info
  • KORYTA, Jiří. Současné trendy v elektrochemii. 1. vyd. Praha: Academia, 1986, 128 s. info
  • Nové směry v analytické chemii. Edited by Jaroslav Zýka. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1984, 218 s. info
  • BARTUŠEK, Miloš. Úvod do elektroanalytických metod. 1. vyd. Praha: SPN, 1984, 104 s. : i. info
  • CHURÁČEK, Jaroslav. Úvod do vysokoúčinné kapalinové kolonové chromatograrie. Edited by Pavel Jandera. Vyd. 1. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1984, 188 s. info
  • DVOŘÁK, Jiří a Jiří KORYTA. Elektrochemie. 3., dopl. a rozš. vyd. Praha: Academia, 1983, 410 s. URL info
  • Nové směry v analytické chemii. Edited by Jaroslav Zýka. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1983, 199 s. info
  • CHURÁČEK, Jaroslav a Pavel JANDERA. Separace látek : kapalinová vysokoúčinná kolonová chromatografie. 1. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981, 140 s. info
  • SOMMER, Lumír. Teorie a praxe vybraných optických analytických metod. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1978, 285 s. info
Metody hodnocení
Laboratorní cvičení probíhá ve třech uzavřených cyklech: optické metody, elektroanalytické metody, separační metody (+MALDI-MSTOF)Klasifikovaný zápočet
Informace učitele
ČÁST ANALYTICKÁ CHEMIE. Příprava do speciálního cvičení. Všeobecné znalosti se budou ověřovat klasifikovaným testem v prvním týdnu semestru. Každé cvičení bude zahájeno písemným testem nebo pohovorem.Garanti jednotlivý bloků: optická část: doc. Kanický, separační část + MS: RNDr. J. Pazourek, Dr., elektroanalytická část: ing. J. Šenkýř, CSc. Kritéria pro hodnocení úloh speciálního cvičení: Teoretická příprava ke cvičení (test, pohovor). Experimentální zručnost a pečlivost, pořádek a čistota při práci, řádné záznamy v pracovním deníku, kvalitní vypracování protokolu, dodržování termínu odevzdání a oprav protokolu (následující cvičení), správné experimentální výsledky. Klasifikovaný zápočet se uděluje jako průměr ze tří skupin úloh a to s ohledem na výše uvedená kritéria. Požadované znalosti: ovládnout teorii dané metody a prostudovat praktické provedení úlohy podle návodu. Elektroanalytická část znalost základních fyzikálních pojmů: elektrické veličiny a jejich jednotky, zapojení měřicích přístrojů (A, V) do obvodu, Kirchhoffovy zákony, Ohmův zákon, dělič napětí. Znalost základních pojmů z elektrochemie: potenciál elektrody, rozkladné napětí, svorkové napětí, elektromotorické napětí, druhy přepětí při elektrodových dějích, elektrodové děje na katodě a anodě z různých materiálů (Pt, Cu) a v různých elektrolytech (H2SO4, Na2SO4, CuSO4 ), polarizační křivky, depolarizátor, polarizovatelná a ideálně nepolarizovatelná elektroda, Nernstova rovnice, Nikolského rovnice, Hendersonova rovnice, Faradayův zákon. Spektroskopická část (včetně hmotnostní spektrometrie): Instrumentace: monochromátor, polychromátor, budicí zdroje v emisní spektroskopii, zdroje záření v absorpční spektroskopii, dispersní prvky, detektory. Pojmy: lineární a úhlová disperse, rozlišovací schopnost, spektrální šíře pásma monochromátoru, spektrální čára, emisní a absorpční přechody, teplota plazmatu, koncentrace elektronů, singlet, dublet, triplet, resonanční spektrální čára, samoabsorpce, Boltzmannův zákon, Sahova rovnice, Planckův zákon, Bouguert-Lambert-Beerův zákon, absorpce, emise, fluorescence (atomové i molekulové procesy), intenzita fluorescenční čáry, teorie barevnosti, chromofory. Hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí/ionizací: princip laseru, princip hmotnostní spektrometrie, různé typy spektrometrů, interakce laserového paprsku se vzorkem a matricí. Separační část: HPLC: retenční čas, mrtvý čas, redukovaný retenční čas, šířka zóny v polovině výšky, šířka zóny při základně, výška zóny, rozlišení, kapacitní poměr, retenční poměr, teoretické patro (počet teoret. pater, výška teoret. patra, počet efektivních pater, výškový ekvivalent teoretického patra, redukovaný výškový ekvivalent T.P.), eluce gradientová, isokratická. TLC: retardační faktor, chromatografická komora, způsoby identifikace, kvantita v TLC, preparativní dělení, hodnoty R a jejich význam. IEC: podstata ionexů, rozdělení podle ionogenních skupin, kapacita ionexu, kapacita kolony. Elektroforéza, izotachoforéza: elektroforetická pohyblivost, intenzita el. pole, rychlost pohybu nabité částice v el. poli, tlumivé roztoky, základní elektrolyty, elektrokinetické vzorkování, elektroosmotický tok.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
dle oboru.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.