Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
The course of separation methods gives a survey of modern analytical separation techniques. General theory of separations. A summary of the physico-chemical principles like transport phenomena, solubility, adsorption, ion exchange, size exclusion, biological recognition. The theory of chromatography and of electromigration. A systematic description of important separation techniques. The course ends through a written exam.
Learning outcomes: After completing the course, the student will be able to describe modern analytical separation methods, use the general theory of separation, explain physico-chemical separation principles, define single-stage separation methods, clarify the theory of chromatography, explain electromigration, define planar and column chromatography techniques, explain the overview and division of electromigration methods, perform extraction, clarify supercritical fluid extraction, perform paper chromatography, perform thin layer chromatography, perform gas chromatography, perform liquid chromatography, clarify supercritical fluid chromatography and perform capillary electrophoresis.
Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
Předmět je určen pro studenty navazujícího magisterského studia. Separační metody podávají přehled moderních analytických separačních metod. Zabývají se obecnou teorií separace a souhrnem fyzikálně chemických principů jako jsou transportní jevy, rozpustnost, adsorpce, iontová výměna, vylučovací efekt, biologické rozpoznávání. Teorie chromatografie a elektromigrace. Systematický popis důležitých separačních technik. Separační metody jsou zakončeny písemnou zkouškou.
Výsledky učení: Po absolvování předmětu posluchač popíše moderní analytické separační metody, použije obecnou teorii separace, vysvětlí fyzikálně-chemické separační principy, vymezí jednostupňové metody separace, objasní teorii chromatografie, vysvětlí elektromigraci, vymezí planární a kolonové chromatografické techniky, vysvětlí přehled a rozdělení elektromigračních metod, provede extrakci, objasní superkritickou fluidní extrakci, provede papírovou chromatografii, provede tenkovrstevnou chromatografii, provede plynovou chromatografii, provede kapalinovou chromatografii, objasní superkritickou fluidní chromatografii a provede kapilární elektroforézu.
Literature -
Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
2. Analytické separační metody, K. Štulík a kol., Karolinum, Praha, 2005
3. Teoretické základy a separační principy kapilárních elekromigračních metod, V. Kašička, Chemické listy, 91 (1997) 320-329
4. Analytická chemie, Z. Holzbecher, J. Churáček a kol., SNTL, Praha, 1987
5. Instrumentální analýza, F. Čůta, M. Popl a kol., SNTL, Praha, 1986
6. Plynová chromatografie I, II, III, E. Smolková, V. Pacáková, L. Feltl, K. Štulík, skripta PřF UK, Praha, 1976
7. Vysokoúčinná kapalinová chromatografie, V. Pacáková, K. Štulík, skripta PřF UK, Praha, 1986
8. Chromatography today, C.F. Poole, S.K. Poole, Elsevier, Amsterdam, 1991
Requirements to the exam -
Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
Examination of separation methods is written. The requirements for the exam are given by the extent of the lecture. At least 59% success rate is required to pass the exam.
Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
Zkouška ze separačních metod je písemná. Požadavky ke zkoušce jsou dány rozsahem přednášky. Pro úspěšné absolvování zkoušky je požadována minimálně 59% úspěšnost.
Zkoušku ze separačních metod je možné konat i elektronicky, a to prostřednictvím e-learningového nástroje Moodle. Detailní informace o průběhu elektronické zkoušky jsou vždy s předstihem zaslány studentům, kteří se na vypsaný elektronický termín přihlásí v SIS.
Syllabus -
Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
1. A survey of modern analytical separation techniques.
2. Theory of separations based on the concepts of differential migration of the analytes.
3. Physico-chemical principles of the underlying processes and interactions, i.e., transport phenomena (diffusion, convection), solubility (precipitation, coprecipitation, dissolution), adsorption, ion exchange, size exclusion, biological recognition.
4. Single step separation methods - precipitation and co-precipitation, electrodeposition, liquid-liquid extraction.
5. The theory of chromatography and of electromigration.
6. Planar and column chromatographic techniques.
7. Paper chromatography (principle, stationary and mobile phases, detection techniques, applications).
8. Gas chromatography - theory of dissolution of gases in liquids, selection of stationary phase, instrumentation for GC - injectors, packed and capillary columns, detectors (TCD, FID, ECD, MS etc.), temperatuer programming, derivatization, pyrolysis GC, applications.
9. High-performance liquid chromatography - adsorption, chromatography on chemically bonded stationary phases,, ion-exchange, exclusion and bioafinity chromatography (principle, selection of mobile phase, aplications). HPLC instrumentation (pumps, injectors, columns, detectors, mobile phase programming). Derivatization, applications.
10. Supercritical fluid extraction and chromatography (principle, selection of stationary and mobile phase, instrumenmtation, aplications).
11. Electromigration techniques overwiev. Electrophoretic migration and mobility. Ecectroosmotic flow and mobility.Electrical double layer and zeta potential. Velocity and temperature profiles. Instrument for CZE. CZE separation mechanism. Electropherogram. Calculation of mobilities. Weak electrolytes. Sample introduction. Detection. Analytical information of electropherogram. Applications.
Last update: prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. (05.02.2024)
1. Přehled moderních analytických separačních metod.
2. Obecná teorie separace založená na konceptu diferenční migrace analytů.
3. Souhrn fyzikálně chemických principů, na nichž jsou separační metody založeny a interakcí, které se při separaci uplatňují, tj. transportní jevy (difuze, konvekce), rozpustnost (srážení, spolusrážení, rozpouštění, extrakce z kapaliny do kapaliny), adsorpce, iontová výměna, vylučovací efekt, biologické rozpoznávání.
4. Jednostupňové metody separace - srážení a spolusrážení, elektrodeposice, extrakce z kapaliny do kapaliny.
5. Teorie chromatografie a elektromigrace.
6. Chromatografické techniky planární a kolonové.
7. Papírová chromatografie (princip, stacionární a mobilní fáze, detekční techniky, aplikace). Tenkovrstvá chromatografie (TLC a HPTLC) (principy, výběr mobilní a stacionární fáze, detekce a aplikace).
8. Plynová chromatografie - teorie rozpouštění plynů v kapalinách, volba stacionární fáze, instrumentace pro GC (dávkovače, kolony náplňové a kapilární, detektory (TCD, FID, ECD, MS a další, programování teploty kolony), derivatizace, pyrolyzní GC, aplikace.
9. Kapalinová chromatografie (HPLC) - adsorpční, chromatografie na chemicky vázaných fázích, iontově výměnná, vylučovací a bioafinitní (principy, volba stacionární a mobilní fáze, aplikace). Instrumentace pro HPLC (čerpadla, dávkovače, kolony, detektory, programování složení mobilní fáze). Derivatizace, aplikace.
10. Superkritická fluidní extrakce a chromatografie (teorie, volba stacionární a mobilní fáze, instrumentace, aplikace).
11. Přehled elektromigračních metod. Elektroforetická migrace a pohyblivost. Elektroosmotický tok a pohyblivost. Elektrická dvojvrstva a zeta potenciál. Rychlostní a teplotní profil. Přístroj pro kapilární zónovou elektroforézu (CZE). Separační mechanismus v CZE. Elektroferogram. Počítání pohyblivostí. Slabé elektrolyty. Dávkování vzorku. Detekce. Analytická informace z elektroferogramu. Aplikace v CZE.
