Předměty

Organizace zkoušky

Zkouška z předmětu Analytická chemie II (KATA) je v akademickém roce 2022/2023 pouze písemná (s výjimkou II. opravného termínu při druhém zápisu předmětu). Písemný test je v rozsahu 90 minut čistého času, přičemž má dvě části: první je zaměřena na výpočty v analytické chemii (zejména titrační křivky, ale zahrnuje i výpočty z instrumentálních metod či výpočty z chemických rovnováh), druhá obsahuje otázky z teorie analytické chemie (pokud možno aplikované, například princip barevné změny indikátorů, výběr vhodného indikátoru pro konkrétní stanovení, výběr vhodné metody pro stanovení v konkrétním případě).

Jednotlivé otázky písemného testu jsou bodovány, a na základě součtu dosažených bodů je udělena klasifikace:

zisk ≥ 86 % bodů z možných = výborně
zisk ≥ 76 % bodů z možných = velmi dobře
zisk ≥ 65 % bodů z možných = dobře
zisk < 65 % bodů z možných = neprospěl/a.

Studenti patřící mezi studenty se speciálními potřebami, kteří požadují navýšení času na zkoušku nebo oddělenou místnost pro její konání, si musí tento termín domluvit se zkoušejícím nejméně 10 dní předem, jinak nebude na jejich požadavek brán zřetel.

Rozsah požadovaných znalostí

Rozsahem zkouška pokrývá učivo předmětů Analytická chemie I (KATA) a Analytická chemie II (KATA) a je prospěšné si při přípravě na zkoušku projít i výpočty ze semináře z analytické chemie a úlohy ze základního praktika z analytické chemie. Kromě poznámek z přednášky jsou vhodnou literaturou pro přípravu zkoušce knihy:

Opekar F. a kol.: Základní analytická chemie. Praha, Karolinum 2002.
Coufal P. a kol.: Seminář z analytické chemie. Teorie, příklady, cvičení. Praha, Karolinum 2007.
Skoog D.A. a kol.: Analytická chemie. Praha, VŠCHT 2019.

Následující seznam má přiblížit okruhy, ze kterých jsou tvořeny otázky pro obě části písemného testu – nejedná se tedy o seznam otázek. V jednotlivých okruzích jsou zdůrazněny významné pojmy a souvislosti, ale nikoliv nutně všechny. Seznam má tedy být jen jakými vodítkem. Jinak platí, že se zkouší vše, co bylo odpřednášeno.

1. Základní pojmy analytické chemie

Definice analytické chemie. Kvalitativní a kvantitativní analýza. Důkaz, identifikace, stanovení. Rozsah analytických metod: makro-, semimikro-, mikro- a ultramikro, stopová, ultrastopová. Chemické a instrumentální metody. Metody selektivní a specifické. Metody kalibrační a absolutní. Vzorek, matrice, interferent.
Vyjadřování koncentrací: procenta, promile, molarita, ppm, ppb.
Kalibrace odměrných nádob. Proces analýzy, vzorkování, rozklad vzorku.

2. Kvalitativní analýza

Systém dělení kationtů a aniontů do tříd, skupinová činidla.
Specifické či selektivní důkazy kationtů a aniontů (u každého iontu nutné znát alespoň jeden).
Aplikace na daný případ, tedy identifikovat na základě popsaných reakcí o jakou sloučeninu se jedná. Například: bílý ve vodě rozpustný prášek, pro kation zjištěno, že je z V. třídy a sráží se jen s octanem uranylo-zinečnatým, pro anion zjištěno, že je II. třídy, a s Fe³⁺ tvoří krvavě červený komplex.

3. Vážková analýza

Princip vážkové analýzy. Základní postupy: filtrační materiály, kelímky.
Součin rozpustnosti a výpočty z něho: molární rozpustnost, vliv vlastního iontu, vliv indiferentního elektrolytu, minimální koncentrace srážedla.
Výpočet gravimetrického faktoru, výpočet obsahu stanovované složky.
Srážecí činidla pro významné ionty, nutné znát pro tyto konkrétní: Ag⁺, Al³⁺, Ba²⁺, Fe³⁺, Hg₂^{2 +}, Mg²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Cl⁻, Br⁻, I⁻, SO₄^{2 −}, PO₄³ ⁻.

4. Odměrná analýza obecně

Základní principy odměrné analýzy. Přímá a nepřímá titrace.
Příprava a standardizace odměrných roztoků, faktor odměrného roztoku.
Primární standardy.
Bod ekvivalence a bod konce titrace. Indikace subjektivní a objektivní.
Výpočet obsahu stanovované složky ze spotřeby odměrného činidla, vyčíslování chemických rovnic.

5. Neutralizační titrace

Principy neutralizačních reakcí. Disociační konstanta. Výpočty pH: silné/slabé kyseliny a zásady, vícesytné kyseliny/zásady, soli včetně hydrolyzujících, tlumivé roztoky.
Odměrná činidla, příprava a standardizace odměrných roztoků (bezuhličitanový odměrný roztok hydroxidu sodného).
Vizuální acidobazické indikátory a jejich výběr (pH oblast přechodu nutné znát minimálně u methyloranži, methylčerveně a fenolftaleinu). Instrumentální indikace bodu konce titrace.
Použití acidobazických titraci: stanovení různých druhů analytů, stanovení podle Kjeldahla.
Výpočet průběhu titrační křivky pro různé případy, včetně vícesytných kyselin/zásad.

6. Srážecí titrace

Principy srážecích titrací: argentometrie, merkurimetrie.
Odměrná činidla, příprava a standardizace odměrných roztoků.
Vizuální indikátory srážecích titrací (včetně konkrétních látek a principů indikace). Instrumentální indikace bodu konce titrace.
Použití srážecích titraci při stanovení různých druhů analytů.
Výpočet průběhu titrační křivky pro různé případy.

7. Oxidačně-redukční titrace

Principy oxidačně-redukčních titrací: manganometrie, cerimetrie, dichromátometrie, bromátometrie, jodometrie, ferrometrie.
Nernstova rovnice, potenciál standardní, normální, formální. Výpočty spojené s Nernstovou rovnicí.
Úprava oxidačního čísla analytu před stanovením, reduktory.
Odměrná činidla, příprava a standardizace odměrných roztoků.
Vizuální indikátory oxidačně-redukčních titrací (včetně konkrétních látek a principů indikace). Instrumentální indikace bodu konce titrace.
Použití oxidačně-redukčních titraci při stanovení různých druhů analytů (titrace podle Karl Fischera, stanovení chemické spotřeby kyslíku).
Výpočet průběhu titrační křivky pro různé případy.

8. Komplexotvorné titrace

Princip komplexotvorných titrací.
Typy ligandů, EDTA, místa vazby.
Konstanta stability: celková, konsekutivní, podmíněná.
Odměrná činidla, příprava a standardizace odměrných roztoků.
Vizuální indikátory komplexotvorných titrací (včetně konkrétních látek a principů indikace). Instrumentální indikace bodu konce titrace.
Použití komplexotvorných titraci při stanovení různých druhů analytů (stanovení tvrdosti vody, stanovení kationtů ve směsích).
Výpočet průběhu titrační křivky pro různé případy.

9. Potenciometrie

Princip rovnovážné potenciometrie. Nernstova rovnice.
Druhy elektrod, jejich potenciály.
Iontově selektivní elektrody (pH, fluoridová, dusičnanová).
Aplikace potenciometrie. Plynové senzory.

10. Voltametrie a polarografie. Ampérometrie

Základní princip, polarizace elektrod.
Druhy pracovních elektrod.
DC voltametrie, pulzní metody. Rozpouštěcí voltametrie.
Aplikace voltametrie.
Amperometrie. Využití v titracích, průtokových metodách. Clarkovo čidlo. Glukometr.

11. Coulometrie

Základní princip, Faradayův zákon.
Druhy pracovních elektrod.
Elektrogravimetrie, coulometrie.
Coulometrické titrace, výhody, využití.

12. Konduktometrie, dielektrimetrie

Základní princip.
Využití v analytické chemii.

13. Základy separačních a spektrálních metod

Základní pojmy z extrakce, kapalinové a plynové chromatografie (stacionární, mobilní fáze, detektory).
Základní rozdělení spektrálních metod, Lambertův-Beerův zákon.

14. Aplikace analytické chemie

Aplikace znalostí metod a postupů analytické chemie na reálné případy, zejména výběr vhodné metody z hlediska pravdivosti, preciznosti a ekonomické náročnosti. Například:

Důkaz a stanovení dusičnanu stříbrného: výběr vhodné metody pro převod do roztoku, návrh postupu důkazu kationtu a aniontu, výběr vhodné metody pro stanovení.
Kvantitativní analýza slitiny mědi a zinku: výběr vhodné metody pro převod do roztoku, výběr vhodného postupu pro stanovení mědi a zinku ve vzniklém roztoku (vzít do úvahy možnost vzájemného ovlivnění).
Gravimetrické stanovení obsahu železa ve vzorku rudy: výběr vhodné metody pro převod do roztoku, výběr vhodného postupu srážení a převodu sraženiny na vážkovou formu.
Rozbor minerální vody: stanovení tvrdosti vody, stanovení dusičnanů, stanovení síranů, stanovení chemické spotřeby kyslíku.
Rozbor hnojiva: stanovení dusičnanů, stanovení chloridů, stanovení dusíku.
Stanovení stopových koncentrací kovů v mořské vodě (předpokládáme koncentrace okolo 10⁻⁸ mol dm⁻³).
Stanovení vody ve vzorku.

Poslední úprava: Coufal Pavel, prof. RNDr., Ph.D. (25.09.2024)