OBSAH 1. Měření h u s t o t y...13 1.1 Definice a j e d n o t k y...13 1.2 M ěření h u sto ty k a p a lin... lö 1.2.1 Měření h u sto ty kapalin vážením znám ého o b je m u...15 1.2.2 Měření h u sto ty kapalin n a základě v z t l a k u... 18 1.2.3 H u s to in ě ry...19 1.2.4 M ikroanalytické m etody určování h u s t o t y...20 1.3 Měření h u sto ty tu h ý ch l á t e k... 21 Literatura...23 2. Metody založené na měření te p lo ty... 24 2.1 Üvod к m ěření te p lo ty...25 2.2 2.2.1 T e p lo m ě ry...26 D ilatační te p lo m ě ry... 27 2.2.2 Odporové te p lo m ě ry... 30 2.2.3 2.2.4 Term oelektrické te p lo m ě ry...32 R adiační teplom ěry p y r o m e try... 35 2.2.5 Teplom ěry užívající závislosti frekvence n a te p lo tě...36 2.3 T e rm o sta ty...... 2.4 P říklady m etod založených n a m ěření te p lo ty...38 2.4.1 Stanovení bodu t á n í... 33 2.4.2 T erm o g rav im etrie...40 2.4.3 Diferenčně term ická a n a l ý z a... 43 Literatura... 40 3. Měření relativní molekulové h m o tn o s ti... 47 3.1 Základní p o jm y...47 3.2 K iy o sk o p ie...48 3.3 Ebuliom etrio...53 5
3.4 3.5 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 I:?.,! :? j 3.8 3.8.1 1:1:1 3.9 3.9.1 4. 4.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 5. 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 «. 6.1 M etoda izoterm ické destilace 55 R elativní m olekulová hm otnost z h u sto ty p a r... O sm om etrie...... Z ákladní v ztah y pro určování relativ n í m olekulové hm otnosti z výsledků m ěření osm otického tla k u... M ěření osm otického tla k u o s m o m e tr y... S tatické o s m o m e try... D ynam ické m em bránové o sm o m etry... V isk o zim etrie... V nitřní třen í kapalin (visk o zita)... S tanovení m olekulové hm otnosti m ěřením viskozity V iskozim etry... S tanovení relativní m olekulové hm otnosti n a základě sodimentačních a difúzních m ěření. U ltra c e n trifu g a... Základní v ztah y pro s e d im e n ta c i... Měřicí zařízení p ro s e d im e n ta c i... M ěření difúzního k o e f ic ie n tu... S tanovení relativní m olekulové hm otnosti n a základě měření rozptylu s v ě t l a... 88 V ztah y m ezi intenzitou rozptýleného sv ětla a molekulovou h m o t n o s t í... 88 M etody m ěření rozptylu s v ě t l a...92 P oužití rozptylu s v ě tla...95 Literatura... 95 M ěření povrchového n a p ě t í... 97 Základní p o jm y... 97 M etody m ěření povrchového n a p ě t í...98 M etoda kapilární e le v a c e... 98 M etoda m axim álního tla k u v b u b lin c e...99 K apkové m e t o d y...101 M etoda o d trh áv án í k ro u žk u... 102 D ynam ické m e t o d y... 103 Literatura... 104 K a lo r im e tr ie...105 Ú vod do k a lo r im e tr ie...105 R ůzné d ru h y k alo rim etrii... 109 Izoterm ické k a lo rim e tr y...109 D iaterm ické k a lo rim e try... 110 K alorim etrická b o m b a...115 D iferenční k a lo rim e try...117 T erm om etrická t i t r a c e...119 Literatura...120 Üvod do elektrochem ických m e to d... 122 G alvanické články a elektrodové potenciály... 122 58 61 в! 63 64 65 68 68 70 73 76 76 su S3
6.2 6.3 6.4 7.?íi 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.3 7.3.1 7.3.3 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.4 7.4.5 7.4.6 8. 8. 1.1 8. 1.2 8.1.5 8.2 8. 2.1 8. 2.2 8.2.3 8.2.4 8.2.5 8.3 8.4.3 E le k tro lý za... Difúzni p ř e p ě t í... Rovnice polarizační křiv k y.... F aradayovy z á k o n y... Rozdělení elektrochem ických m etod Literatura... K ondnktoinetrie, oscilometrie a dielektrim etrie Vodivost e le k tro ly tů... Měření vodivosti... M etoda W heatstonova m ů s t k u... V ýchylkové p řístro je... M ěření vodivosti stejnosm ěrným n ap ětím. Vodivostní c e l y... U držování te p lo ty při m ěření vodivosti.. P oužití k o n d u k to m e tr ie... Přím á k o n d u k to m e trie... K onduktom etrické t i t r a c e... Plynulé sledování v o d iv o sti... Oscilometrie a d ie lek trim etrie... K apacitní zapojení... ; Indukční z a p o je n í... M etody vysokofrekvenčního m ěření.... D ielektrim etrie ( D K - m e trie )... E xperim entální uspořádání pro D K -m etrii. P oužití vysokofrekvenčních m eto d... Literatura... Potenciom etrie... D ruhy e le k tr o d... E lektrody prvého, druhého a třetíh o druhu. Redoxní elek tro d y... M em bránové e le k tro d y... Iontově selektivní e l e k t r o d y... Oxidové elektrody....... Měření napětí galvanického člán k u... N epřím é m ěření elektrom otorického n a p ě t í... Poggendorfova kom penzační m e to d a... K o m p e n z á to ry... E lektronkové v o ltm e tr y... P lynulá registrace elektrom otorického napětí.... Potenciom etrické m ěření fyzikálně chem ických veličin Potenciom etrické t i t r a c e... E xperim entální uspořádání p ro potenciom etrické titrace ГУРУ potencipm etrických titra c í... Novější m etody potencipm etrických t i t r a c í... 125 130 131 136 137 139 140 140 143 143 147 148 149 151 152 152 153 156 157 158 158 159 161 163 164 167 168 168 168 170 171 172 175 175 176 177 179 182 186 188 189 189 191 196
8.4.4 A utom atické potenciom etrické t i t r a c e... 198 8.5 8.5.1 Potenciom etrické m aření p H...200 M ěření p H vodíkovou e l e k tr o d o u... 201 8.5.2 Skleněná elek tro d a...204 8.5.3 M ěření p H oxidovým i elek tro d am i...208 Literatura...209 9. Voltam etrie a polarografie...210 9.1 V oltam etrie n a tuhých e l e k tr o d á c h... 210 9.1.1 A m perom etrické titra c e s jednou nebo dvěm a polarizovaným i elek tro d am i...2 1 2 9.1.2 Potenciom etrické titra ce s jednou nebo dv ěm a polarizovaným i elek tro d am i...214 9.2 9.2.1 P olarografie... 210 P rincip polarografické m e to d y...210 9.2.2 9.2.3 P ůlvlnový p o te n c iá l...218 N ěkteré další polarografické p r o u d y...219 9.2.4 E lektrolytické n á d o b k y...220 9.2.5 P olarografy...223 9.2.0 Polarografické a n a lý z a... 220 9.2.7 P oužití a výhody polarografie...230 9.2.8 A m perom etrické titra ce se rtuťovou kapkovou elektrodou... 232 9.3 M oderní polarografické m e t o d y...234 9.3.1 D erivační p o la ro g ra fie... 234 9.3.2 D iferenční p o laro g rafie... 235 9.3.3 T astpol arografie...235 9.3.4 9.3.5 Im pulsová polarografie... 230 E lektrolýza n a visící rtuťové k a p c e... 237 9.3.6 Polarografie se stříd av ý m n a p ě tím...238 9.3.7 C h ro n o p o te n c io m e trie...241 9.4 Oscilografická polarografie s vnuceným stříd av ý m proudem.. 242 9.4.1 Základní zapojení a jeho fu n k c e... 242 9.4.2 T y p y křivek v oscilopolarografii... 244 9.4.3 9.4.4 O scilo p o la ro g rafy... 245 P rak tick é použití oscilografické polarografie stříd av ý m proudem 245 L ite r a tu r a...247 1(1. Coulometřie a e le k tro a n a lý z a...248 10.1 Coulom etřie s kontrolovaným p o te n c iá le m...248 10.2 Coulom etrická titrace za konstantního p ro u d u...250 10.3 E lektrolytické vylučování l á t e k... 253 10.4 E lektro g rav im etrie...253 10.5 V nitřní elektrolýza...256 10.6 Dělení kovů n a rtuťové k a t o d ě... 257 10.7 E le k tro g ra fie... 258 Literatura...259 8
11. E lc k tro fo réza...260 11.1 Základní p o jm y... 260 11.2 Princip klasické elek tro fo ré zy... 261 11.2.1 V olná elektroforéza s pohyblivým r o z h r a n ím... 261 11.2.2 Podm ínky elektroforetického p o k u su... 262 11.2.3 Zařízení pro klasickou e le k tro fo ré z u...263 11.2.4 Použití klasické elek tro fo ré zy... 270 11.3 Zónové elektroforézy... 271 Litera! ara... 273 12. Přehled optických m e to d... 274 Literatura...279 13. Refraktom etrie a Interferom etrie...280 13.1 Ú v o d...280 13.1.1 Definice indexu lom u...280 13.1.2 Závislost indexu lomu n a teplotě a vlnové d é lc e...281 13.2 13.2.1 R e fra k to m e trie... 283 R e f r a k to m e try... 283 13.2.2 Diferenční re fra k to m e try... 286 13.3 In te rfe ro m e trie... 287 13.4 P oužití re fra k to m e trie...290 Literatura...290 14. Polarim etrie, m etoda ORD a C D...292 14.1 Ú v o d... 292 14.2 P ovaha opticky aktivních l á t e k...292 14.3 N ázory n a vznik stáčení roviny polarizovaného sv ětla.... 293 14.4 Závislost optické otáčivosti n a koncentraci a te p lo tě...295 14.5 Polarim etrickó m ěřicí m e to d y... 296 14.5.1 Polarizované s v ě t l o... 296 14.5.2 14.5.3 Polarizační z a ř í z e n í... 297 P o larim etry...298 14.5.4 S a c h a rim e try... 299 14.6 14.6.1 O ptická rotační disperze (O R D )... 300 Princip m e to d y... 300 14.6.2 S p e k tro p o la rim e try... 302 14.7 M etoda C D... 303 14.8 P oužití m etody ORD a C D...305 Literatura.... 305 9
lá. Optické metody '/.koumající em itované z á ř e n í...306 15.1 E m isní spektrografio...306 15.1.1 Ú v o d... 306 15.1.2 P říklad sta v b y em isního s p e k t r a...307 15.1.3 S p e k tro g ra fy...308 15.1.4 P racovní postup při spektrální a n a lý z e...319 15.2 Plam enová em isní f o to m e trie... 327 15.3 Fluorim etrie ve viditelné a R oentgenově o b la s ti... 330 15.3.1 15.3.2 Ú v o d...330 E xperim entální uspořádání pro flu o rim e trii... 331 15.3.3 15.3.4 P oužití f lu o r im e tr ie...334 Fluorescenční Roentgenovo z á ř e n í... 334 15.4 R am anova spektroskopie...336 15.4.1 Ú v o d...336 15.4.2 P řístrojové zařízení pro R am anovu s p e k tro s k o p ii...338 15.4.3 15.4.4 R am anova s p e k tra...339 P oužití R am anových s p e k t e r... 340 Literatura...340 16. Metody zaležené na absorpci elektrom agnetického záření... 342 16.1 S pektrofotom etrie v ultrafialové, viditelné a infračervené o b la s ti... 342 16.1.1 16.1.2 Z ákony světelné absorpce... 342 A bsorpční s p e k tr a...344 16.1.3 M ěřicí uspořádání pro ultrafialovou, viditelnou a infračervenou s p e k tro fo to m e trii...345 16.1.4 S p e k tro fo to m e try...355 16.1.5 16.1.6 Reflexní s p e k tro f o to m e tr y... V ztah elektronových absorpčních sp ek ter к molekulové st ru k tu ře 363 364 16.1.7 16.1.8 Infračervená sp e k tra... 366 K v an titativ n í spektrofotom etrická s ta n o v e n í...368 16.1.9 O bjektivní a subjektivní f o to m e tr ie...372 16.1.10 V izuální kolorim etrie...378 16.2 M ikrovlnná spektroskopie...379 16.2.1 In stru m en táln í te c h n i k a... 379 16.3 A bsorpce R oentgenova z á ře n í... 382 16.4 T urbidim etrie a n e fe lo m e trie...384 16.5 A tom ová absorpční spektrofotom etrie (spektrofotom etrie A A ). 386 16.5.1 16.5.2 Ú v o d... 386 Měřicí zařízení p ro atom ovou absorpční spektrofotom etrii... 386 16.5.3 P řístro je pro atom ovou absorpci (spektrofotom etrii AA).... 388 16.5.4 P oužití atom ové absorpce... 389 16.6 N ukleární m agnetická rezonanční spektroskopie (NMR) a elektronová param agnetická rezonance (E P R )...389 16.6.1 16.6.2 Ú v o d...389 E xperim entální uspořádání pro N M R...393 16.6.3 P říklady komerčních přístrojů pro N M R... 395 10
ie.6.4 16.6.5 16.6.6 16.6.7 16.6.8 16.6.9 17. 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 18. 18.1 18.2 18.2.1 18.2.2 18.2.3 18.2.4 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 1». 19.1 19.2 19.3 19.4 Absorpční sp ek tra N M R... 390 Měření protonových spekter N M R... 39H P říklady praktických a p lik ací... 399 Ú vod do elektronové param agnetické rezonan ce...399 E xperim entální zařízení pro E P R...400 S pektra E P R... 400 Litera!tira... 401 H m otnostní spektrom etrie...402 Ú v o d... H lavní části hm otnostních s p e k tro m e trů... 403 D alší ty p y hm otnostních sp e k tro m e trů...406 P říklady kom erčních hm otnostních s p e k tr o m e tr ů...408 H m otnostní s p e k tr a... Identifikace látek a určování elem entárního složení organických sloučenin...' 4 U V ztah mezi hm otnostním spektrem a m olekulovou s tru k tu ro u. 413 K v an titativ n í a n a lý z a...... Z á v ě r... 417 Literatura...... Plynová chromatografie...419 Ú v o d...... T echnika plynové c h ro m a to g ra fie...420 Zařízení pro prů to k nosného p ly n u...420 D ávkovací sy sté m... \ _ 421 Chrom atografické k o lo n y...... D e t e k t o r y... 423 P raktické závěry vyplývající z teorie plynové chrom atografie. 426 Veličiny charakterizující chrom atogram a retenční p ara m etry. 428 K v alitativ n í a k v a n tita tiv n í a n a lý z a... 429 K om erční plynové c h ro m a to g ra fy...431 P oužití plynové c h ro m a to g ra fie... 432 Literatura... 433 Metody využívající radionuklidů... 434 Z ák lad n í p o jm y...434 D ru h y radioaktivního záření a jeho interakce s hm otou.... 436 Veličiny charakterizující rychlost radioaktivní p řem ěn y.... 439 A ktivita a jednotk y r a d io a k tiv ity... 44O 11
19.5 19.5.1 M etody m ěření radioaktivního zá řen í...441 M etody založené n a ionizaci p ly n ů...441 19.5.2 Scintilaění p o č í t a č e...44fi 19.5.3 Polovodičové d e t e k t o r y...448 19.6 Celková a p a ra tu ra p ro m ěření radioaktivního z á ř e n í... 448 19.7 F a k to ry uplatňující se p ři m ěření a k t i v i t y...450 19.8 O chrana před zářením a bezpečnost p rá c e... 455 19.9 M ěření dávek ionizujícího zá řen í... 456 19.10 P řík lad y použití radionuklidů v přírodovědných oborech... 457 Literatura...460 R e js tř ík...462 12