Poslední úprava: prof. RNDr. František Opekar, CSc. (18.05.2011)
Základní principy elektroanalytických metod a jejich klasifikace. Systematický a kritický popis nejdůležitějších metod, tj., rovnovážná potenciometrie, polarografie a voltametrie, diferenční pulsní voltametrie, elektrochemická rozpouštěcí voltametrie, ampérometrie, elektrogravimetrie a coulometrie, konduktometrie a impedanční měření. Příklady typických aplikací.
Přednáška je zakončena písemnou zkouškou.
Poslední úprava: prof. RNDr. František Opekar, CSc. (11.04.2011)
Basic principles of electroanalytical methods and their classification. Systematic, critical description of the most important methods, i.e., equilibrium potentiometry, polarography and voltammetry, differential pulse voltammetry, electrochemical stripping voltammetry, amperometry, electrogravimetry and coulometry, conductometry and impedance measurements. Typical examples of applications.
Literatura -
Poslední úprava: prof. RNDr. František Opekar, CSc. (12.09.2014)
Z. Samec, Elektrochemie, skripta, Karolinum 1999
J. Barek, F. Opekar, K. Štulík, Elektroanalytická chemie, skripta, UK-Karolinum, Praha 2005
F. Opekar, I. Jelínek, P. Rychlovský a Z. Plzák, Základní analytická chemie, skripta, UK-Karolinum, Praha 2002, 2010 (kapitoly týkající se elektroanalytických metod).
J. Zýka a kolektiv, Analytická příručka 1, SNTL/ALFA, Praha1988
Poslední úprava: doc. RNDr. Karel Nesměrák, Ph.D. (28.10.2019)
Z. Samec, Elektrochemie, skripta, Karolinum 1999
J. Barek, F. Opekar, K. Štulík, Elektroanalytická chemie, skripta, UK-Karolinum, Praha 2005
F. Opekar, I. Jelínek, P. Rychlovský a Z. Plzák, Základní analytická chemie, skripta, UK-Karolinum, Praha 2002, 2010 (kapitoly týkající se elektroanalytických metod).
J. Zýka a kolektiv, Analytická příručka 1, SNTL/ALFA, Praha1988
Poslední úprava: prof. RNDr. František Opekar, CSc. (03.11.2011)
Přednáška je zakončena písemným testem.
Poslední úprava: doc. RNDr. Karel Nesměrák, Ph.D. (28.10.2019)
The lecture is concluded with a written test.
Sylabus -
Poslední úprava: prof. RNDr. František Opekar, CSc. (11.04.2011)
1. Úvod do elektroanalytických metod, základní pojmy. Redoxní potenciál, Nernstova rovnice.
2. Elektrochemický článek, anoda, katoda, solný můstek, kapalinový potenciál, galvanický článek, elektrolyzér, článek v rovnováze. Elektrody prvního a druhého druhu, membránové a redox elektrody. Použití elektrod, elektrody indikační (pracovní) a referentní. Rozdělení elektroanalytických metod.
3. Elektroanalytické metody založené na měření potenciálu. Rovnovážná potenciometrie přímá, schema zapojení, závislost potenciálu na koncentraci. Iontově selektivní elektrody (se skleněnou, krystalickou a kapalnou membránou), membránový potenciál, koeficient selektivity. Měření pH, skleněná elektroda, kalibrace pH metrů, alkalická a kyselá chyba, jiné elektrody pro měření pH, plynové potenciometrické detektory. Potenciometrie nepřímá, indikace konečného bodu při odměrných stanoveních, výběr elektrod, důležité body na potenciometrických titračních křivkách.
4. Elektroanalytické metody založené na měření proudu, polarizace elektrod (koncentrační a aktivační), transportní mechanismy v elektrochemických celách (difúze, konvekce, migrace), polarizační křivka, depolarizátory.
5. Voltametrie a polarografie, základní zapojení elektrod v dvou- a tříelektrodové cele, potenciostat, používané pracovní elektrody (z tuhých materiálů, rtuťové), referentní a pomocné elektrody, rozpouštědla, úloha základního elektrolytu, využitelný potenciálový rozsah. DC voltametrie a polarografie, voltametrická vlna, limitní proud, půlvlnový potenciál. Diferenční pulsní voltametrie a polarografie. Použití voltametrie a polarografie, metody přímé analýzy, rozpouštěcí (stripping) analýza. Mikroelektrody, skenovací elektrochemický mikroskop
6. Ampérometrie, detekce látek v průtokových a separačních metodách, Clarkovo čidlo, ampérometrické biosensory.
7. Elektrogravimetrie a coulometrie, obecné vlastnosti obou metod, používané elektrody, účinnost elektrolýzy, Faradayův zákon. Potenciostatická elektrogravimetrie a coulometrie, časový průběh elektrolytického proudu, prošlý náboj. Galvanostatické provedení obou metod, časový průběh potenciálu, prošlý náboj, srovnání selektivit obou provedení. Coulometrické titrace, princip a experimentální uspořádání elektrochemické cely, výhody coulometrických titrací. Stanovení totálního obsahu analytu s coulometrickou detekcí.
8. Elektroanalytické metody založené na měření elektrických vlastností roztoku jako celku. Konduktometrie, odpor a vodivost roztoků elektrolytů (měrná vodivost, molární vodivost), vodivostní nádobka dvou a čtyřelektrodová, konstanta vodivostní nádobky. Vysokofrekvenční konduktometrie. Použití konduktometrie, přímá konduktometrie, vodivostní detektory v separačních metodách (kontakní a bezkontaktní konduktometrie), konduktometrické titrace. Dielektrimetrie, princip a využití. Stanovení obsahu složek v binárních směsích.
Poslední úprava: prof. RNDr. František Opekar, CSc. (11.04.2011)
2. Electrochemical cell, anode, cathode, salt bridge, liquid potential, galvanic cell, electrolytic cell, cell in equilibrium. Electrodes of the first and second kind, membrane electrodes, redox electrodes. Applications of the electrodes (indicating, reference). Classification of electroanalytical methods.
3. Electrochemical methods based on potential measurements. Equilibrium potentiometry, direct and indirect (titrimetry) measurements. Ion selective electrodes. pH measurements, gas sensors based on pH electrode. Important points on potentiometric titration curves.
4. Electrochemical methods based on current measurements. Transport mechanisms in electrochemical cells, electrode polarization (activation, comcentration), polarization curves.
5. Voltammetry and polarography. Two- and three-electrode cell, working electrodes (mercury, solid materials), reference and auxiliary electrodes, background electrolytes. DC voltammetry, differential pulse voltammetry, electrochemical stripping voltammetry. Microelectrodes.
6. Amperometry. Detection in flowing systems, Clark sensor, amperometric biosensors.
7. Electrogravimetry and coulometry. Common properties of the methods, electrodes, electrolysis efficiency, Faraday law. Potentiostatic and galvanostatic electrogravimetry and coulometry, coulometric titrations. Determination of total content of analyte.
8. Conductometry and diectrimetry. Two- and four-electrode conductometric cell, low- and high frequency conductometry. Direct conductometry, conductometric titrations. Contactless conductometry. Dielectrimetry, determination of components in binar mixtures.
