Analytical Chemistry - GAF300

• Anglický název: Analytical Chemistry
• Zajišťuje: Katedra analytické chemie (16-16140)
• Fakulta: Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
• Platnost: od 2024
• Semestr: zimní
• Body: 0
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:14/42, Z [HS]
• Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Poznámka: odhlásit z termínu zápočtu při nesplněné rekvizitě; předmět je možno zapsat mimo plán; povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. Burkhard Horstkotte, M.Sc., Dr.
• Patří mezi: 2.ročník 2024/25 Pharmacy (EN19)
• Prerekvizity : GAF299
• Záměnnost : GAF139
• Je korekvizitou pro: GAF301, GAF395, GAF302
• Je záměnnost pro: GAF139

Anotace

čeština

Cílem výuky je poskytnout studentům pevný a dostatečně široký teoretický a metodický základ pro racionální zajištění chemické analýzy anorganických a organických látek. Těžiště výuky spočívá ve výkladu teoretických základů chemických metod analýzy a ve zvýraznění problémového přístupu. V praktických cvičeních je kladen důraz na samostatný přístup studentů k řešení analytických problémů.

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (02.08.2024)

angličtina

The aim of the subject is to provide the students with firm and sufficiently wide theoretical and methodological fundamentals for pursuing (in a rational way) chemical analysis of inorganic and organic substances. The teaching is focused on the explanation of theoretical aspects of instrumental methods. In practical training individual approach of students to solving analytical problems is required.

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (02.08.2024)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Podmínkou udělení zápočtu je splnění následujících podmínek:

Praktická cvičení

1.     Absolvování všech praktických cvičení – možnost náhrady po domluvě s vyučujícím

2.     Dodržování pravidel bezpečnosti při práci v laboratoři

3.     Odevzdání protokolů ze všech praktických cvičení

4.     Dosažení minimálního počtu bodů z praktické části a teoretické části (průběžné testy a zápočtový test) – 2/3 z celkového počtu

5.     Náhrada případně rozbitého odměrného skla

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (02.08.2024)

angličtina

Credits are base on:

Practical course

1. Participation in all practical classes – (missing practical must be revisited or it can be substituted if permitted by the teacher)

2. Compliance with safety rules at work in the laboratory

3. Submission of all reports of practical exercises

4. Minimum 66% of points for correct results in practical tasks and for correct answers in the monitoring tests and in the credit test

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (02.08.2024)

Literatura

čeština

Povinná:

• . . In Christian, Gary D., Dasgupta, Purnendu K. Schug, Kevin. Analytical chemistry . Hoboken: Wiley, 2014, s. -. ISBN 978-0-470-88757-8..

Doporučená:

• Robinson, James W., Frame, Eileen M. Skelly Frame, George M.. Undergraduate instrumental analysis. New York: M. Dekker, 2005, 1079 s. ISBN 0-8247-5359-3.

Poslední úprava: prepocet_literatura.php (19.09.2024)

angličtina

Obligatory:

• . . In Christian, Gary D., Dasgupta, Purnendu K. Schug, Kevin. Analytical chemistry . Hoboken: Wiley, 2014, s. -. ISBN 978-0-470-88757-8..

Recommended:

• . 2005. In Robinson, James W., Frame, Eileen M. Skelly Frame, George M.. Undergraduate instrumental analysis . New York
  

  : M. Dekker, 2005, s. -. ISBN 0-8247-5359-3..

Poslední úprava: prepocet_literatura.php (19.09.2024)

Sylabus

čeština

Sylabus předmětu – analytická chemie

Typy analytických reakcí

• Základní typy analytických reakcí. Selektivita a citlivost analytických reakcí. Analytické protolytické reakce. Tlumivé soustavy v analytické chemii. Kyseliny a zásady v nevodných rozpouštědlech.

• Analytické komplexotvorné reakce a jejich rovnováha. Využití komplexotvorných reakcí v analytické chemii. Maskování. Organická komplexotvorná činidla.

• Analytické oxidačně-redukční reakce, jejich rovnováha kinetika. Katalytické a indukované reakce.

• Analytické srážecí reakce a jejich rovnováha. Extrakční rovnováhy.

Kvalitativní anorganická analýza

• Důkaz a stanovení vybraných kationtů a aniontů. Barevné, srážecí a oxidoredukční důkazové reakce, skupinová, selektivní a specifická činidla.

• Vyhodnocení kvalitativní analýzy jednoduché anorganické sloučeniny.

Analýza organických látek

• Metody organické analýzy. Elementární analýza: důkaz C, H, N, S, O halogenů v organických sloučeninách. Stanovení C, H, N, S, O, halogenů.

• Funkční analýza: důkaz alkoholů, fenolů, aminů, aldehydů a ketonů, karboxylových kyselin a esterů, amidů a sulfonamidů, sulfonových kyselin, uhlovodíků, nitro- a nitroso-sloučenin.

• Identifikace a stanovení uhlovodíků, alkoholů a fenolů, aminů, aldehydů a ketonů, karboxylových kyselin, esterů, amidů a sulfonamidů, sulfonových kyselin, nitro- a nitroso-sloučenin. Analýza organických solí.

• Třídy rozpustnosti organických sloučenin. Analytické využití vztahu mezi strukturou a rozpustností.

Přímé metody kvantitativní analýzy

• Obecné postupy kvantitativní analýzy. Příprava vzorku k analýze. Zpracování a vyhodnocení výsledků kvantitativní analýzy.

• Odměrná stanovení přímá, nepřímá, zpětná. Koncentrace odměrných roztoků a jejich standardizace.

• Metody odměrné analýzy. Acidimetrie a alkalimetrie, acidobazické indikátory, titrace v nevodných rozpouštědlech. Chelátometrie, chelátometrické indikátory. Manganometrie. Jodometrie. Bromátometrie. Dichromátometrie. Argentometrie. Merkurimetrie.

• Základy a typy vážkových stanovení.

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (02.08.2024)

angličtina

Syllabus – Analytical Chemistry

Types of Analytical reactions

• Basic types of analytical reactions. Selectivity and sensitivity of analytical reactions.

• Analytical protolytic reactions. Buffers in analytical chemistry. Acids and bases in non-aqueous solvents.

• Analytical complex-formation reactions and their equilibrium. Use of complex-formation reactions in analytical chemistry. Masking. Organic complex-formation reagents.

• Analytical oxidation-reduction (redox) reactions, their equilibrium and kinetics. Catalytic and induced reaction.

• Analytical precipitation reactions and their equilibrium. Extraction equilibrium.

Qualitative inorganic analysis

• Detection and determination of selected cations and anions. Colour, precipitation and oxido-reduction identification reaction, group, selective and specific reagents.

• Evaluation of qualitative analysis of simple inorganic compound.

Analysis of organic compounds

• Methods of organic analysis. Elemental analysis: detection of C, H, N, S, O, and halogens in organic compounds. Determination of C, H, N, S, O, and halogens.

• Functional analysis: detection of alcohols, phenols, amines, aldehydes and ketones, carboxylic acids, esters, amides, sulphonamides, sulphonic acids, hydrocarbons, nitro- and nitroso-compounds.

• Identification and determination of hydrocarbons, alcohols, phenols, amines, aldehydes and ketones, carboxylic acids, esters, amides, sulphonamides, sulphonic acids, nitro- and nitroso-compounds. Analysis of organic salts.

• Solubility of organic compounds - classification system, structure-solubility relationships and their analytical use.

Direct Methods of quantitative analysis

• General procedures in quantitative analysis. Sample pre-treatment. Processing and evaluation of results of quantitative analysis.

• Fundamentals and types of gravimetric methods.

• Titrimetric (volumetric) analysis; direct titration, indirect titration, back-titration. Concentration of volumetric solutions and their standardisation.

Acidimetry and alkalimetry, acid-base indicators, titration in non-aqueous solvents. Chelatometry, chelatometric indicators. Permanganatometry. Iodimetry. Bromatometry. Dichromatometry. Argentometry. Mercurimetry.

 

ANALYTICAL CHEMISTRY - LABORATORY TRAINING PROGRAMME

1)      Safety rules. Techniques of qualitative analytical reactions. Group reactions. Selective and specific reactions.

2)      Analysis of solution of unknown composition. Detection of Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Ba²⁺, Ag⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Al³⁺.

3)      Analysis of solution of unknown composition. Detection of SO₄^2-, S₂O₃^2-, PO₄^3-, BO₂^-Cl^-, Br^-, I^-, SCN^-, NO₂^-, NO₃^-.

4)      Overall qualitative analysis of a simple solid inorganic compound.

5)      Introduction to analysis of organic compounds.

6)      Qualitative elemental analysis (detection of C, H, N, S, halogens).

7)      Characterisation of an unknown organic compound by solubility test.

8)      Detection of functional groups: amines, aldehydes, ketones, esters, carboxylic acids. Detection of functional group in an unknown organic sample.

9)      Quantitative analysis – titration methods (introductory seminar, calculations).

10)  Alkalimetric titrations. Determination of a strong acid in a liquid sample.

11)  Chelatometric titrations. Preparation of a standard solution of disodium edetate. Preparation and standardisation of standard solution of zinc sulphate. Determination of Al³⁺ in a liquid sample by back-titration.

12)  Iodimetric titrations. Preparation and standardisation of standard solution of sodium thiosulphate. Determination of Cu²⁺ in a solid sample.

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (02.08.2024)

Výsledky učení

The subject Analytical Chemistry builds on the knowledge and skills acquired in the subjects: General and Inorganic Chemistry and Organic Chemistry I.

After completing the subject, students will be able to use the following terms in the correct context towards the analytical evaluation of inorganic and organic substances: group, selective and specific proof reactions for inorganic cations and anions; use of the solubility of group reaction products for separation; proof of organic compounds including elemental analysis and proof of functional groups; use of knowledge of solubility and acid-base properties of organic substances for proof of functional groups; volumetric analysis using various chemical principles, method of determining the equivalence point, standardization of volumetric solutions and calculation of content determination using direct, indirect and back titration.

Learning outcomes:

Based on the acquired knowledge and skills, students will:

describe the general procedure for proof of cations and list group reagents for proof of cations including the principle of proof reactions;

describe the general procedure for anion proofs and list the group reagents for anion proofs, describe the principles and evaluation of proof reactions;

describe the general procedure for the analysis of organic substances, including the difference between inorganic and organic qualitative analysis, describe the procedure for elemental analysis, solubility test and proof of functional groups of organic substances;

describe the general procedure for titration with visual indication of the equivalence point, list the three basic types of titrations with regard to the speed and conditions of the chemical reaction, explain the procedure for standardizing volumetric solutions and propose the principle of titration for determining the content of a simple inorganic substance, calculate the content of the substance being determined

Poslední úprava: Horstkotte Burkhard, doc., M.Sc., Dr. (25.02.2025)