1. Příprava vzorku k analýze a předběžné zkoušky. Příprava vzorku pro
stopovou analýzu: extrakce kapalinou, extrakce sorbentem, extrakce plynem-
headspace analýza, čištění extraktu, vlastnosti (skupenství, barva, zápach;
rozpustnost, rozdělení do skupin).
2. Elektronová spektroskopie (UV, VIS), luminiscenční spektroskopie.
Molekulové orbitaly, chromofor, teorie LCAO, teorie ligandového pole, charge
transfer komplexy, výběrová pravidla, auxochrom, ovlivnění polohy a intenzity
molekulových pásů. Spektrometrie UV-VIS. Zdroje záření, monochromátory, typy
kyvet, detektory, praktické využití v UV a VIS oblasti. Luminiscenční
spektrometrie. Fluorescence, fosforescence, praktické využití.
3. Infračervená spektroskopie. Rotační a rotačně vibrační spektra malých
molekul, harmonický a anharmonický oscilátor, vlnočet, výběrová pravidla, typy
vibrací. výpočet délek vazeb, klasický infračervený spektrometr, příprava vzorků
plynů, kapalin a pevných látek k měření, analýza spektra, interpretace
fundamentálních frekvencí, spektroskopie organických molekul. FTIR přístroje,
spektroskopie kvalitativní a kvantitativní vyhodnocování stanovovaných složek.
Blízká IR (NIR) .
4. Ramanova spektroskopie. Polarizace molekul indukovaná a permanentní,
Rayleighův rozptyl, Stokesovy a Anti-Stokesovy linie. Instrumentace: laserove
zdroje, monochromátory, detektory, využití (např. v biologii). Nukleární
magnetická rezonanční spektroskopie. Jaderný spin, magnetický moment, Larmorova
frekvence, Boltzmannovo rozdělení, relaxace spin-mřížka, relaxace spin-spin,
chemický posun (vliv aromatického jádra, izolované dvojné a trojné vazby),
spektra 1. řádu, interakční konstanta.
5. Nukleární magnetická rezonanční spektroskopie (pokračování). NMR spektra
vyšších řádů, zjednodušování spekter (posuvná činidla, deuterizace, decoupling),
vliv chemické výměny v NMR spektrech. Instrumentace a vyhodnocování spekter,
spektra vybraných organických látek. 13C-NMR spektrometrie, Pulzní metody,
Fourierova transformace, akumulace dat, příklady spekter.
6. Hmotnostní spektrometrie. Molekulový ion a fragmentace, základní
fragmentační mechanismy, fragmentace některých organických sloučenin. Způsoby
ionizace (EI, CHI, MALDI, API, FAB atd.)
7. Hmotnostní spektrometrie (pokračování). Způsoby separace a detekce iontů
(jednoduchá a dvojí fokuzace, průletový analyzátor), příklady fragmentace iontů,
stanovení molekulové hmotnosti, určení sumárního vzorce, příklady a interpretace
hmotnostních spekter.
8. Spojení spektrálních metod. Identifikace látek pomocí spekter UV-VIS, MS,
IČ a NMR a elementární analýzy, praktické příklady.
9. Elektrochemické metody v organické analýze. Elektrolýza, přenos hmoty při
elektrolýze, difúzní a kapacitní proud, Ilkovičova rovnice. Polarografie:
Polarografické křivky, půlvlnový potenciál, rušivé vlivy a jejich eliminace,
pulzní metody, praktické využití. Voltametrie, stripping voltametrie,
coulometrie.
10. Plynová chromatografie. Nosné plyny, nástřik vzorku, náplně kolon,
detektory (včetně GC-MS), pyrolýzní chromatografie, derivatizace organických
látek. Separace alifatických a aromatických uhlovodíků, alkoholů a fenolů,
karboxylových kyselin, esterů a aminokyselin, karbonylových látek, aminů a
amidů. Příklady využití v analýze složek životního prostředí (PAU, PCB, vybrané
pesticidy, dioxiny, těkavé halogenované látky, fenoly apod.).
11. Kapalinová chromatografie. Volba mobilní a stacionární fáze, dávkování
vzorku, kolony, detektory, gelová a iontová chromatografie. Separace
aromatických uhlovodíků, esterů karboxylových kyselin a aminokyselin, aminů a
amidů, příklady využití při analýze složek životního prostředí (PAU, vybrané
pesticidy, fenoly atd.).
12. Elektromigrační metody. Kapilární zónová elektroforéza, gelová
elektroforéza, kapilární izotachoforéza, izoelektrická fokusace. Popis
základních teoretických principů a instrumentace. Využití při separaci
karboxylovýh kyselin, fenolů, aminů a aminokyselin, peptidů a bílkovin,
humínových látek, fragmentů DNA, chirální separace.
13. Spojení spektrálních a separačních metod GC-MS, LC-MS, LC-NMR, LC/GC-FTIR,
LC-UV/VIS, LC-AAS, GC-AES. Spojení obou technik (molekulové separátory), způsoby
ionizace, detekce iontů.
14. Elementární analýza. Rozklad vzorku–oxidační a redukční destrukce. Důkaz a
stanovení C, H, N, O, S; halogenů, dalších prvků. Důkazy funkčních skupin a
identifikace organických sloučenin. Stanovení organických látek na základě
reakcí funkčních skupin. Určování fyzikálních konstant. Bod tání a směsný bod
tání; bod varu a destilační křivka, hustota, index lomu, optická otáčivost,
spalné teplo, povrchové napětí atd.
Výpočtová cvičení
Bezpečnost práce, základní informace o průběhu cvičení, příprava vzorků k
analýze (extrakce NEL v Soxhletově extraktoru, destilace…., rozdělení vzorku
podle rozpustnosti do skupin).
Stanovení vybraného organického analytu metodou UV.
Stanovení fenolů, po destilaci, absorpční spektrofotometrií s p-
nitroanilinem.
Stanovení aniontových tenzidů ve vodách a vodních výluzích fotometricky s
methylenovou modří.
Identifikace funkčních skupin jednoduchých organických sloučenin metodou
FTIR.
Stanovení NEL metodou FTIR.
Práce na přístroji NMR (seznámení se s přístrojem, sondy 1H a 13C a jejich
ladění).
Práce na přístroji NMR (příprava vzorku k měření, měření, vyhodnocení
naměřeného spektra).
Identifikace neznámé organické látky za použití výsledků z elementární
analýzy, FTIR a 13C NMR spekter.
Chromatografie–exkurze ve VÚCHEM (seznámení se s přístroji plynové a
kapalinové chromatografie, příprava vzorků k měření, ukázka měření).
Identifikace polárních organických rozpouštědel plynovou chromatografií.
Identifikace nepolárních organických rozpouštědel plynovou chromatografií
Kapilární izotachoforéza, separace karboxylových kyselin nebo jiných
organických látek (např. fenolů, aminů a aminokyselin).
Elementární analýza a kalorimetrická měření–exkurze v Institutu
environmentálního inženýrství (seznámení se s přístroji elementární analýzy,
příprava vzorků k měření, ukázky měření, příklady na vyhodnocení výsledků
analýz)
Docvičení laboratorních úloh, zápočet.
stopovou analýzu: extrakce kapalinou, extrakce sorbentem, extrakce plynem-
headspace analýza, čištění extraktu, vlastnosti (skupenství, barva, zápach;
rozpustnost, rozdělení do skupin).
2. Elektronová spektroskopie (UV, VIS), luminiscenční spektroskopie.
Molekulové orbitaly, chromofor, teorie LCAO, teorie ligandového pole, charge
transfer komplexy, výběrová pravidla, auxochrom, ovlivnění polohy a intenzity
molekulových pásů. Spektrometrie UV-VIS. Zdroje záření, monochromátory, typy
kyvet, detektory, praktické využití v UV a VIS oblasti. Luminiscenční
spektrometrie. Fluorescence, fosforescence, praktické využití.
3. Infračervená spektroskopie. Rotační a rotačně vibrační spektra malých
molekul, harmonický a anharmonický oscilátor, vlnočet, výběrová pravidla, typy
vibrací. výpočet délek vazeb, klasický infračervený spektrometr, příprava vzorků
plynů, kapalin a pevných látek k měření, analýza spektra, interpretace
fundamentálních frekvencí, spektroskopie organických molekul. FTIR přístroje,
spektroskopie kvalitativní a kvantitativní vyhodnocování stanovovaných složek.
Blízká IR (NIR) .
4. Ramanova spektroskopie. Polarizace molekul indukovaná a permanentní,
Rayleighův rozptyl, Stokesovy a Anti-Stokesovy linie. Instrumentace: laserove
zdroje, monochromátory, detektory, využití (např. v biologii). Nukleární
magnetická rezonanční spektroskopie. Jaderný spin, magnetický moment, Larmorova
frekvence, Boltzmannovo rozdělení, relaxace spin-mřížka, relaxace spin-spin,
chemický posun (vliv aromatického jádra, izolované dvojné a trojné vazby),
spektra 1. řádu, interakční konstanta.
5. Nukleární magnetická rezonanční spektroskopie (pokračování). NMR spektra
vyšších řádů, zjednodušování spekter (posuvná činidla, deuterizace, decoupling),
vliv chemické výměny v NMR spektrech. Instrumentace a vyhodnocování spekter,
spektra vybraných organických látek. 13C-NMR spektrometrie, Pulzní metody,
Fourierova transformace, akumulace dat, příklady spekter.
6. Hmotnostní spektrometrie. Molekulový ion a fragmentace, základní
fragmentační mechanismy, fragmentace některých organických sloučenin. Způsoby
ionizace (EI, CHI, MALDI, API, FAB atd.)
7. Hmotnostní spektrometrie (pokračování). Způsoby separace a detekce iontů
(jednoduchá a dvojí fokuzace, průletový analyzátor), příklady fragmentace iontů,
stanovení molekulové hmotnosti, určení sumárního vzorce, příklady a interpretace
hmotnostních spekter.
8. Spojení spektrálních metod. Identifikace látek pomocí spekter UV-VIS, MS,
IČ a NMR a elementární analýzy, praktické příklady.
9. Elektrochemické metody v organické analýze. Elektrolýza, přenos hmoty při
elektrolýze, difúzní a kapacitní proud, Ilkovičova rovnice. Polarografie:
Polarografické křivky, půlvlnový potenciál, rušivé vlivy a jejich eliminace,
pulzní metody, praktické využití. Voltametrie, stripping voltametrie,
coulometrie.
10. Plynová chromatografie. Nosné plyny, nástřik vzorku, náplně kolon,
detektory (včetně GC-MS), pyrolýzní chromatografie, derivatizace organických
látek. Separace alifatických a aromatických uhlovodíků, alkoholů a fenolů,
karboxylových kyselin, esterů a aminokyselin, karbonylových látek, aminů a
amidů. Příklady využití v analýze složek životního prostředí (PAU, PCB, vybrané
pesticidy, dioxiny, těkavé halogenované látky, fenoly apod.).
11. Kapalinová chromatografie. Volba mobilní a stacionární fáze, dávkování
vzorku, kolony, detektory, gelová a iontová chromatografie. Separace
aromatických uhlovodíků, esterů karboxylových kyselin a aminokyselin, aminů a
amidů, příklady využití při analýze složek životního prostředí (PAU, vybrané
pesticidy, fenoly atd.).
12. Elektromigrační metody. Kapilární zónová elektroforéza, gelová
elektroforéza, kapilární izotachoforéza, izoelektrická fokusace. Popis
základních teoretických principů a instrumentace. Využití při separaci
karboxylovýh kyselin, fenolů, aminů a aminokyselin, peptidů a bílkovin,
humínových látek, fragmentů DNA, chirální separace.
13. Spojení spektrálních a separačních metod GC-MS, LC-MS, LC-NMR, LC/GC-FTIR,
LC-UV/VIS, LC-AAS, GC-AES. Spojení obou technik (molekulové separátory), způsoby
ionizace, detekce iontů.
14. Elementární analýza. Rozklad vzorku–oxidační a redukční destrukce. Důkaz a
stanovení C, H, N, O, S; halogenů, dalších prvků. Důkazy funkčních skupin a
identifikace organických sloučenin. Stanovení organických látek na základě
reakcí funkčních skupin. Určování fyzikálních konstant. Bod tání a směsný bod
tání; bod varu a destilační křivka, hustota, index lomu, optická otáčivost,
spalné teplo, povrchové napětí atd.
Výpočtová cvičení
Bezpečnost práce, základní informace o průběhu cvičení, příprava vzorků k
analýze (extrakce NEL v Soxhletově extraktoru, destilace…., rozdělení vzorku
podle rozpustnosti do skupin).
Stanovení vybraného organického analytu metodou UV.
Stanovení fenolů, po destilaci, absorpční spektrofotometrií s p-
nitroanilinem.
Stanovení aniontových tenzidů ve vodách a vodních výluzích fotometricky s
methylenovou modří.
Identifikace funkčních skupin jednoduchých organických sloučenin metodou
FTIR.
Stanovení NEL metodou FTIR.
Práce na přístroji NMR (seznámení se s přístrojem, sondy 1H a 13C a jejich
ladění).
Práce na přístroji NMR (příprava vzorku k měření, měření, vyhodnocení
naměřeného spektra).
Identifikace neznámé organické látky za použití výsledků z elementární
analýzy, FTIR a 13C NMR spekter.
Chromatografie–exkurze ve VÚCHEM (seznámení se s přístroji plynové a
kapalinové chromatografie, příprava vzorků k měření, ukázka měření).
Identifikace polárních organických rozpouštědel plynovou chromatografií.
Identifikace nepolárních organických rozpouštědel plynovou chromatografií
Kapilární izotachoforéza, separace karboxylových kyselin nebo jiných
organických látek (např. fenolů, aminů a aminokyselin).
Elementární analýza a kalorimetrická měření–exkurze v Institutu
environmentálního inženýrství (seznámení se s přístroji elementární analýzy,
příprava vzorků k měření, ukázky měření, příklady na vyhodnocení výsledků
analýz)
Docvičení laboratorních úloh, zápočet.