V přednáškách se studenti seznámí s moderními metodami stopové prvkové analýzy založenými na principech atomové spektroskopie. Úvodní část přednášek je věnována teoretickým principům, stavbě atomu, energetickým přechodům v elektronovém obalu atomů a základním konstrukčním prvkům využívaných v atomové spektroskopii. Hlavní část přednášek je věnována atomové absorpční spektroskopii, která je v současné době nejrozšířenější technikou prvkové analýzy. Studenti se seznámí s používanými zdroji záření, způsoby atomizace, metodami korekce interferencí a některými speciálními přístupy k analýze (generování těkavých sloučenin, elektrolytická depozice analytu). Další blok přednášek je věnován emisní spektrální analýze, studenti se seznámí s různými způsoby buzení spekter, jako je např. buzení jiskrou, elektrickým obloukem, doutnavým výbojem, plazmatem nebo laserem. Pozornost je věnována i atomové fluorescenční spektroskopii, spektroskopii v oblasti rentgenového záření, elektronové a hmotnostní spektroskopii. V části přednášek věnovaných aplikacím se studenti seznámí s problematikou práce ve stopové laboratoři, možností používání spřažených technik pro speciační analýzu, metodami přípravy nejrůznějších typů vzorků (vody, biologické materiály, rudy a horniny) a možnostmi využití technik atomové spektroskopie pro analýzy in situ.
V laboratořích se studenti seznámí s praktickým využitím některých těchto technik (různé typy atomové absorpční spektroskopie, hmotnostní spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem a rentgenová fluorescenční spektroskopie) pro prvkovou analýzu makrosložek i stopových množství v horninách. Analyzovány budou vzorky odebrané v prostorách Meziuniverzitní podzemní laboratoře Josef.
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (15.09.2013)
In lectures, students learn about modern methods of trace element analysis based on the principles of atomic spectroscopy. Introductory part of the course is devoted to theoretical principles, the structure of the atom, energy transitions in the electron shell of atoms and basic structural elements used in atomic spectroscopy. The main part of the course comprises atomic absorption spectroscopy, which is currently the most widely used technique of elemental analysis. Students learn the used radiation sources, methods of atomization interference correction methods and some special approaches to the analysis (generation of volatile compounds, electrolytic deposition of analyte). Another series of lectures is devoted to emission spectral analysis, students will learn various methods of excitation spectra, such as spark, arc, glow discharge, plasma and laser. Attention is also paid to the atomic fluorescence spectroscopy, the X-ray, electron and mass spectroscopy. In the lectures on applications, students get acquainted with work in the trace lab, use of coupled techniques for speciation analysis, the methods of preparation of various types of samples (water, biological materials, ores and rocks) and the possibilities of using atomic spectroscopy techniques for in situ analysis.
In the laboratory, students learn the practical application of some of these techniques (different types of atomic absorption spectroscopy, mass spectroscopy, inductively coupled plasma and X-ray fluorescence spectroscopy) for elemental analysis of major and trace amounts of elemets in rocks. Samples collected in areas Inter-university underground laboratory Josef Will be analyzed.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: KNOBLOCL (11.06.2013)
Studenti budou umět:
Student po absolvování předmětu získá teoretické a praktické znalosti o metodách prvkové analýzy využívající optickou spektrometrii (absorpční, emisní a fluorescenční), rentgenovou spektrometrii a hmotnostní spektroemtrii. Seznámí se také s různými způsoby přípravy vzorků a problematikou čistoty ve stopové laboratoři.
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (15.09.2013)
Students completing the course will acquire theoretical and practical knowledge of the methods of elemental analysis using optical spectroscopy (absorption, emission and fluorescence), X-ray spectrometry and mass spectrometry. They will be familiar with the various methods of sample preparation and problems of cleanness in trace laboratory.
Literatura -
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (20.02.2018)
Z: Cullen M.: Atomic Spectroscopy in Elemental Analysis, Blackwell, ISBN 1-84127-333-3
Z: José A.C. Broekaert: Analytical Atomic Spectrometry with Flames and Plasmas, Wiley, ISBN 978-3-527-31282-5
Z: Skripta: Černohorský T., Jandera P.: Atomová spektroskopie, Univerzita Pardubice 1997. ISBN 80-7194-114-X
Z: Ebdon L., Evans E.H., Fisher A.S., Hill S.J.: An Introduction to Analytical Atomic Spectrometry. Willey 1998, ISBN 978-0-471-97418-5
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (20.02.2018)
R: Cullen M.: Atomic Spectroscopy in Elemental Analysis, Blackwell, ISBN 1-84127-333-3
R: José A.C. Broekaert: Analytical Atomic Spectrometry with Flames and Plasmas, Wiley, ISBN 978-3-527-31282-5
Skripta (in Czech): Černohorský T., Jandera P.: Atomová spektroskopie, Univerzita Pardubice 1997. ISBN 80-7194-114-X
R: Ebdon L., Evans E.H., Fisher A.S., Hill S.J.: An Introduction to Analytical Atomic Spectrometry. Willey 1998, ISBN 978-0-471-97418-5
Studijní opory -
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (03.09.2013)
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (13.09.2013)
Absolvování všech laboratorních úloh a uznání protokolů. Účast na zkoušce.
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (15.09.2013)
Passing labs and acknowledgement of protocols by assistant professor.
An oral examination.
Student can use only two reparative terms.
Sylabus -
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (10.04.2018)
1. Struktura atomů.
2. Interakce elektronů a elektromagnetického záření, šířka a intenzita spektrálních čar.
3. Základy optiky, konstrukce monochromátorů a polychromátorů, konstrukce detektorů záření.
4. Atomová absorpční spektrometrie, základní konstrukční prvky – zdroje záření, atomizátory.
5. Atomová absorpční spektrometrie: interference a korekce pozadí, optimalizace a zpracování signálu.
6. Atomová absorpční spektrometrie: speciální techniky - generování hydridů, stanovení rtuti, elektrodepozice.
7. Atomová fluorescenční spektrometrie.
8. Plamenová emisní spektrometrie, spektrografie s buzením spekter elektrickým obloukem a jiskrou, spektrometrie s rotační elektrodou, spektrometrie s doutnavým výbojem.
9. Optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným a stejnosměrným plazmatem, LIBS
10. Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem: základní konstrukční prvky – iontová optika, iontové filtry a detektory.
11. Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem: interference a metody jejich eliminace; speciální techniky – laserová ablace, analýza nanočástic, spojení s elektrotermickým odpařováním.
12. Spřažené techniky ve speciační analýze stopových prvků.
13. Rentgenová fluorescenční spektrometrie.
14. Příprava vzorků pro prvkovou stopovou analýzu, zásady práce ve stopové laboratoři.
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (10.04.2018)
1. Structure of atoms.
2. Interaction of electrons and electromagnetic radiation, width and intensity of spectral lines.
3. Fundamentals of optics, construction of monochromators and polychromators, construction of radiation detectors.
8. Flame emission spectrometry, spectrometry with electric arc and spark excitation, rotating electrode spectroscopy, spectroscopy with glow discharge.
9. Inductively coupled and DC plasma optical emission spectrometry, LIBS
10. Inductively coupled plasma mass spectrometry: basic instrumentation - ion optics, ion filters and detectors.
11. Inductively coupled plasma mass spectrometry: interference and methods of their elimination; special techniques - laser ablation, analysis of nanoparticles, connection with electrothermal evaporation.
12. Hyphenated techniques in speciation analysis of trace elements.
13. X-ray fluorescence spectrometry.
14. Preparation of samples for elemental trace analysis, principles of work in a trace laboratory.
Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (03.09.2013)
Základní znalosti analytické chemie
Poslední úprava: Mestek Oto prof. Ing. CSc. (03.09.2013)
Basic knowledge of analytical chemistry
Zátěž studenta
Činnost
Kredity
Hodiny
Konzultace s vyučujícími
0.5
14
Účast v laboratořích (na exkurzi nebo praxi)
1
28
Účast na přednáškách
1
28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi
1
28
Příprava na zkoušku a její absolvování
1.5
42
5 / 5
140 / 140
Hodnocení studenta
Forma
Váha
Protokoly z laboratorních úloh (exkurzí nebo praxí)
