OBSAH
1.
M ěření h u s t o t y .................................................................................................13
1.1
Definice a j e d n o t k y ........................................................................................ 13
1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4
M ěření h u s to ty k a p a lin ................................................................................... lö M ěření h u s to ty kap alin vážením zn ám ého o b j e m u .............................15 M ěření h u s to ty kap alin n a zá k la d ě v z t l a k u .......................................... 18 H u s to in ě r y ..........................................................................................................19 M ikroanalytické m etody určo v án í h u s t o t y .......................................... 20
1.3
M ěření h u s to ty tu h ý c h l á t e k ...................................................................... 21 L iteratura ............................................................................................................. 23
2. 2.1
Metody založené n a m ěření te p lo ty ............................................................ 24 Ü vod к m ěření te p lo ty ...................................................................................25
2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3
T e p lo m ě r y ..........................................................................................................26 D ilatační t e p lo m ě r y ....................................................................................... 27 O dporové te p lo m ě ry ....................................................................................... 30 T erm oelektrické te p lo m ě r y .......................................................................... 32 R ad iačn í tep lo m ěry — p y r o m e t r y ............................................................ 35 T eplom ěry užívající závislosti frekvence n a te p lo tě ............................ 36 T e r m o s ta ty .................................................................................................... .......
2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3
P řík lad y m etod založených n a m ěření te p lo ty ......................................38 S tanovení b o d u t á n í ....................................................................................... 33 T e rm o g ra v im e trie ............................................................................................40 D iferenčně te rm ick á a n a l ý z a ..................................................................... 43 L itera tu ra ............................................................................................................. 40
3. 3.1
M ěření relativní m olekulové h m o tn o s ti................................................... 47 Z ákladní p o jm y .................................................................................................47
3.2 3.3
K iy o sk o p ie ..........................................................................................................48 E buliom etrio .................................................................................................53
5
3.4
M etoda izoterm ické destilace
55
3.5
R e la tiv n í m olekulová h m o tn o st z h u s to ty p a r ................................ O sm o m e trie.................................................................... ............................... Z ák lad n í v z ta h y p ro určo v án í re la tiv n í m olekulové h m o tn o sti z výsledků m ěření osm otického tla k u ................................................. M ěření osm otického tla k u o s m o m e t r y ............................................. S ta tic k é o s m o m e tr y .................................................................................. D ynam ické m em bránové o s m o m e try ..................................................
58
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
V isk o z im e trie ......................................................................... V n itřn í tře n í k a p a lin (v isk o z ita )..................................... S tan o v en í m olekulové h m o tn o sti m ěřen ím viskozity V iskozim etry .................................................................... S tan o v en í re la tiv n í m olekulové h m o tn o sti n a zák lad ě sodimenta čn íc h a difúzn ích m ěření. U ltr a c e n tr if u g a .................................... Z ák lad n í v z ta h y p ro s e d i m e n t a c i ....................................................... M ěřicí zařízení p ro s e d im e n ta c i........................................................... M ěření difúzního k o e f i c i e n t u ...............................................................
61 в! 63 64 65 68 68
70 73 76 76 su
S3 S tan o v e n í re la tiv n í m olekulové h m o tn o sti n a zák lad ě m ěření ro z p ty lu s v ě t l a ................................................................................................ 88 V zta h y m ezi in te n zito u ro zp tý len éh o sv ě tla a m olekulovou h m o t n o s t í ......................................................................................................... 88 M etody m ěření ro z p ty lu s v ě t l a .................................................................92 P o u ž ití ro zp ty lu s v ě t l a ...................................................................................95 L itera tu ra ............................................................................................................. 95
4.
M ěření povrchového n a p ě t í ......................................................................... 97
4.2
M etody m ěření povrchového n a p ě t í .......................................................98 M etoda k a p ilá rn í e le v a c e .............................................................................. 98 M etoda m axim álního tla k u v b u b lin c e ...................................................99 K ap k o v é m e t o d y ..........................................................................................101 M etoda o d trh á v á n í k ro u ž k u ....................................................................... 102 D ynam ické m e t o d y ..................................................................................... 103 L itera tu ra ........................................................................................................... 104
Z ák lad n í p o j m y ................................................................................................ 97
4.2.3 4.2.4 4.2.5 5.
K a lo r im e tr ie ................................................................................................... 105
5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5
Ú v o d do k a l o r i m e t r i e .................................................................................105 R ůzné d ru h y k a lo rim e trii............................................................................ 109 Izo te rm ick é k a l o r i m e t r y .............................................................................109 D iaterm ick é k a l o r i m e tr y ............................................................................ 110 K alo rim etric k á b o m b a .................................................................................115 D iferenční k a lo r im e tr y .................................................................................117 T erm o m e trick á t i t r a c e .................................................................................119 L itera tu ra ............................................................................................................120
«.
Üvod do elektrochem ických m e to d .......................................................... 122
6.1
G alvanické člán k y a elek tro d o v é p o te n c iá ly ........................................ 122
6.2
E le k tro lý z a .............................................
6.3
D ifúzni p ř e p ě t í ....................................
130
6.4
R ovnice polarizační k řiv k y . . . . F a ra d a y o v y z á k o n y ...........................
131 136
R ozdělení elektrochem ických m etod L iteratura....................................
137
K ondnktoinetrie, oscilom etrie a dielektrim etrie V odivost e le k tr o ly tů .............................................. M ěření v o d iv o sti...................................................... M etoda W h eatstonova m ů s t k u ....................... V ýchylkové p řís tro je ............................................. M ěření vodivosti ste jn o sm ě rn ý m n a p ě tím . V odivostní c e l y ....................................................... U d ržování te p lo ty p ři m ěření v o d iv o sti . .
140
140 143 143 147 148 149 151
P o u ž ití k o n d u k t o m e t r i e ..................................... P řím á k o n d u k to m e trie ......................................... K o n d u k to m etrick é t i t r a c e ................................ P lynulé sledování v o d iv o s ti................................
152 152 153 156
O scilom etrie a d ie le k trim e trie ........................... K a p a c itn í za p o jen í............................................. ; In d u k č n í z a p o je n í.................................................. M etody vysokofrekvenčního m ěření . . . . D ielektrim etrie ( D K - m e t r i e ) ........................... E x p erim e n tá ln í uspořádání p ro D K -m e trii . P o u ž ití vysokofrekvenčních m e to d .......................
157 158 158 159 161 163 164
L iteratura.................................................
167
P o tenciom etrie.................................................
168
D ru h y e l e k t r o d ....................................................... E le k tro d y prvého, d ru h éh o a tře tíh o d ru h u . R edoxní e le k tro d y .............................................. M em bránové e le k tr o d y ......................................... Io n to v ě selektivn í e l e k t r o d y ........................... O xidové elek tro d y . . . . ’ ................................
168 168 170 171 172 175
M ěření n ap ě tí galvanického č lá n 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 t o r y ........................................................... E le k tro n k o v é v o l t m e t r y ......................................... P ly n u lá registrace elektrom otorického n a p ě tí . . . .
175 176 177 179 182 186
P otenciom etrické m ěření fyzikálně chem ických veličin P o tenciom etrické t i t r a c e .................................................. E x p erim e n tá ln í u sp o řád án í p ro p o ten cio m etrick é titra c e ГУРУ potencipm etrických tit r a c í ............................................. N ovější m etody poten cip m etrick ý ch t i t r a c í .......................
188
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
125
139
189 189 191 196
8.4.4
A u to m atick é potenciom etrické t i t r a c e .................................................. 198
8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3
P o ten cio m etrick é m aření p H ....................................................................200 M ěření p H v odíkovou e l e k t r o d o u ...................................................... 201 S kleněná e le k tro d a .........................................................................................204 M ěření p H oxidovým i e le k tro d a m i..........................................................208 L iteratura ...........................................................................................................209
9. 9.1 9.1.1 9.1.2
V oltam etrie a polarografie.............................................................................210 V oltam etrie n a tu h ý c h e l e k t r o d á c h ............................... 210 A m perom etrické titra c e s jednou nebo d v ěm a polarizo v an ý m i e le k tro d a m i.................................................................................................... 2 1 2 P o ten cio m etrick é titra c e s jednou nebo d v ěm a polarizovaným i e le k tro d a m i.......................................................................................................214
9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.2.5 9.2.0 9.2.7 9.2.8
P o laro g ra fie................................................................................................... 210 P rin c ip polarografické m e to d y ...................................................................210 P ů lv ln o v ý p o te n c iá l.....................................................................................218 N ě k te ré d alší polarografické p r o u d y ..................................................... 219 E le k tro ly tic k é n á d o b k y ............................................................................220 P o la ro g ra fy ....................................................................................................223 P olarografické a n a lý z a ................................................................................ 220 P o u ž ití a v ý h o d y p o la ro g ra fie ...................................................................230 A m p erom etrické titra c e se rtuťovou k ap k o v o u elek tro d o u . . . 232
9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.3.6 9.3.7 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.4.4
M oderní polarografické m e t o d y .............................................................. 234 D erivační p o la r o g r a f ie ................................................................................ 234 D iferenční p o la ro g ra fie ................................................................................ 235 T astp o l a ro g ra fie ..............................................................................................235 Im p u lso v á p o la ro g ra fie ................................................................................ 230 E le k tro lý z a n a visící rtu ťo v é k a p c e ..................................................... 237 P olarografie se stříd a v ý m n a p ě tím ..........................................................238 C h r o n o p o te n c io m e trie .............................................................................241 O scilografická polarografie s v n u ce n ý m stříd a v ý m p ro u d em . . 242 Z áklad n í zapojení a jeh o f u n k c e .............................................................. 242 T y p y křivek v oscilopolarografii.............................................................. 244 O s c ilo p o la ro g ra fy ......................................................................................... 245 P ra k tic k é p oužití oscilografické polarografie stříd a v ý m p ro u d em 245 L i t e r a t u r a .......................................................................................................247
1(1.
Coulom etřie a e l e k tr o a n a lý z a ....................................................................248
10.1 10.2
C oulom etřie s k o n tro lo v a n ý m p o te n c i á l e m ........................................248 C oulom etrická titra c e za k o n sta n tn íh o p r o u d u ...................................250
10.3
E le k tro ly tic k é v y lu č o v án í l á t e k .............................................................. 253
10.4
E le k tro g ra v im e trie .........................................................................................253
10.5
V n itřn í e le k tro lý z a .........................................................................................256
10.6
D ělení k o v ů n a rtu ťo v é k a t o d ě .............................................................. 257
10.7
E le k tr o g r a f ie .................................................................................................. 258 L itera tu ra ...........................................................................................................259
8
11.
E lc k tro fo ré z a ...................................................................................................260
11.1
Z ák lad n í p o jm y .............................................................................................. 260
11.2 11.2.1 11.2.2 11.2.3 11.2.4
P rincip klasické e le k tro fo ré z y ................................................................... 261 V olná elektroforéza s p o h y b liv ý m r o z h r a n í m ................................... 261 P od m ín k y elektroforetického p o k u s u ..................................................... 262 Zařízení pro klasickou e le k tr o f o r é z u ......................................................263 P oužití klasické e le k tro fo ré z y ................................................................... 270
11.3
Zónové elek tro fo ré zy ...................................................................................... 271 Litera! a ra ........................................................................................................... 273
12.
Přehled optických m e t o d ......................
274
L iteratura...........................................................................................................279 13.
R efraktom etrie a In terfero m etrie...............................................................280
13.1 13.1.1 13.1.2
Ú v o d ................................................................................................................280 Definice indexu lo m u .....................................................................................280 Z ávislost indexu lom u n a te p lo tě a v lnové d é lc e ...............................281
13.2 13.2.1 13.2.2
R e f r a k to m e tr ie .............................................................................................. 283 R e f r a k t o m e t r y .............................................................................................. 283 D iferenční r e f ra k to m e tr y ............................................................................ 286
13.3
I n te r f e r o m e tr ie .............................................................................................. 287
13.4
P o u žití r e f r a k to m e tr ie .................................................................................290 L iteratura...........................................................................................................290
14.
P olarim etrie, m etoda ORD a C D ...............................................................292
14.1
Ú v o d ................................................................................................................ 292
14.2
P o v ah a o pticky a k tiv n íc h l á t e k ...............................................................292
14.3
N ázory n a vznik stá če n í ro v in y polarizovaného sv ě tla . . . .
14.4
Z ávislost optické otáčivosti n a koncentraci a t e p l o t ě ......................295
14.5 14.5.1 14.5.2 14.5.3 14.5.4
P olarim etrickó m ěřicí m e to d y ................................................................... 296 P olarizované s v ě t l o ..................................................................................... 296 P olarizační z a ř í z e n í ..................................................................................... 297 P o la rim e try .......................................................................................................298 S a c h a r im e tr y .................................................................................................. 299
14.6 14.6.1 14.6.2
O ptická ro ta č n í disperze ( O R D ) .............................................................. 300 P rin cip m e t o d y ............................................. 300 S p e k tr o p o la r im e tr y ..................................................................................... 302
14.7
M etoda C D ....................................................................................................... 303
14.8
P o u ž ití m etody O R D a C D ........................................................................305 L iteratura.
293
.............................................................................................. 305
9
lá .
Optické metody '/.koumající em itované z á ř e n í ....................................306
15.1 15.1.1 15.1.2 15.1.3 15.1.4
E m isn í sp e k tro g ra fio .....................................................................................306 Ú v o d .......................................................................... 306 P řík lad s ta v b y em isního s p e k t r a ..........................................................307 S p e k tr o g r a f y .................................................................................................. 308 P ra c o v n í p o stu p při sp e k trá ln í a n a lý z e .................................................319
15.2
Plam enová em isní f o to m e tr i e .................................................................. 327
15.3 15.3.1 15.3.2 15.3.3 15.3.4
F lu o rim etrie ve v id iteln é a R oentgenově o b l a s t i .............................. 330 Ú v o d ................................................................................................................330 E x p erim e n tá ln í u sp o řád á n í p ro flu o rim e trii....................................... 331 P o u ž ití f l u o r i m e t r i e .....................................................................................334 F luorescenční R oentgenovo z á ř e n í ......................................................... 334
15.4 15.4.1 15.4.2 15.4.3 15.4.4
R a m a n o v a s p e k tro s k o p ie ............................................................................336 Ú v o d ................................................................................................................336 P řístro jo v é zařízení p ro R am an o v u s p e k tr o s k o p ii..........................338 R a m a n o v a s p e k tr a .........................................................................................339 P o u ž ití R am a n o v ý ch s p e k t e r .................................................................. 340 L iteratura ...........................................................................................................340
16.
Metody zaležené na absorpci elektrom agnetického záření
. . . 342
16.1
S p ek tro fo to m etrie v ultrafialové, v id iteln é a infračervené o b l a s t i ......................................................................................................... 342 16.1.1 Z ák o n y sv ěteln é ab so rp c e..................................................................... 342 16.1.2 A bsorpční s p e k t r a ...................................................................................344 16.1.3 M ěřicí u sp o řád á n í pro ultrafialo v o u , v id iteln o u a infračervenou s p e k tr o f o to m e tr ii...................................................................................345 16.1.4 S p e k tr o f o to m e tr y ...................................................................................355 16.1.5 R eflexní s p e k tr o f o to m e tr y ................................................. 363 16.1.6 V ztah elektronových absorpčních sp e k ter к m olekulové st ru k tu ře 364 16.1.7 In frač erv en á s p e k tra .............................................................................. 366 16.1.8 K v a n tita tiv n í sp ek tro fo to m etrick á s t a n o v e n í .............................368 16.1.9 O b jek tiv n í a su b je k tiv n í f o t o m e t r i e ...............................................372 16.1.10 V izuální k o lo rim e trie ..............................................................................378 16.2 M ikrovlnná sp e k tro sk o p ie.....................................................................379 16.2.1 In stru m e n tá ln í t e c h n i k a ..................................................................... 379 16.3 A bsorpce R oen tg en o v a z á ř e n í............................................................ 382 16.4 16.5 16.5.1 16.5.2 16.5.3 16.5.4
T u rb id im e trie a n e f e lo m e t r i e ............................................................384 A to m o v á absorpční sp e k tro fo to m etrie (spek tro fo to m etrie A A ) . 386 Ú v o d ......................................................................................................... 386 M ěřicí zařízení p ro ato m o v o u absorpční sp ek tro fo to m etrii . . . 386 P řís tro je p ro atom ovou ab sorpci (spektrofoto m etrii AA) . . . . 388 P o u ž ití ato m o v é a b so rp c e .................................................................... 389
16.6
N u k leárn í m ag n etick á rezonanční spektroskopie (NM R) a elek tro n o v á p a ra m a g n e tic k á rezonance ( E P R ) ..........................................389 Ú v o d .........................................................................................................389 E x p e rim e n tá ln í usp o řád án í p ro N M R ..........................................393 P řík la d y kom erčních p řístro jů p ro N M R ..................................... 395
16.6.1 16.6.2 16.6.3
10
ie .6 .4 16.6.5 16.6.6 16.6.7 16.6.8 16.6.9
A bsorpční sp e k tra N M R ............................................................................ 390 M ěření proto n o v ý ch sp e k ter N M R .......................................................... 39H P řík la d y p rak tick ý ch a p lik a c í................................................................... 399 Ú vod do elektronové p ara m ag n e tic k é r e z o n a n c e ...............................399 E x p erim e n tá ln í zařízení p ro E P R .......................................................... 400 S p e k tra E P R ...................................................................................... ’ ’ 400 Litera!tira ...................................................................................................
401
17.
H m otnostní sp ek tro m etrie............................................................................402
17.1
Ú v o d ............................................................................................................. .....
17.2 17.3
H la v n í č á sti h m o tn o stn ích s p e k tr o m e tr ů ............................................ 403
17.4
P řík la d y kom erčních h m o tn o stn íc h s p e k t r o m e t r ů .......................... 408 H m o tn o stn í s p e k t r a .................................................................................. .....
17.5 17.6 17.7 17.8 17.9
D alší ty p y h m o tn o stn íc h s p e k tro m e tr ů .................................................406
Identifik ace lá tek a určo v án í elem en tárn íh o složení o rg an ick ý ch slo u č en in ................................................................................................' 4U V ztah m ezi h m o tn o stn ím sp e k tre m a m olekulovou s tr u k tu r o u . 413 K v a n tita tiv n í a n a l ý z a ............................................................................. ......... Z á v ě r ......................................................................................................... 417
Literatura ............................................................................................................. ..... ... 18.
Plynová chromatografie........................................................................419
18.1
Ú v o d ..................................................................................................... ....
18.2 18.2.1 18.2.2 18.2.3 18.2.4
T ech n ik a p ly n o v é c h r o m a to g r a f ie .......................................................... 420 Zařízení p ro p rů to k nosného p ly n u ..........................................................420 D ávkovací s y s té m ....................... ...................................................... \ _ 421 C hrom atografické k o lo n y .............................................................................. .... D e t e k t o r y ........................................................................................... 423
18.3 18.4
P ra k tic k é z á v ě ry v y p lý v ající z teorie p ly n o v é chrom atografie . 426
18.5 18.6 18.7
V eličiny ch a rak te rizu jíc í ch ro m a to g ram a rete n čn í p a ra m e try . 428 K v a lita tiv n í a k v a n tita tiv n í a n a lý z a ................................................ 429 K om erční plynové c h r o m a to g r a f y .....................................................431 P o u ž ití plynové c h r o m a to g r a f ie ......................................................... 432
Literatura .................................................................................................
433
1».
Metody využívající radionuklidů................................................... 434
19.1
Z á k la d n í p o j m y ..............................................................................................4 3 4
19.2
D ru h y rad io a k tiv n íh o záření a jeho in te rak ce s h m o to u . . . . 436 V eličiny charak terizu jící rychlost rad io a k tiv n í p ře m ě n y . . . . 439
19.3 19.4
A k tiv ita a je d n o tk y r a d i o a k tiv it y ..................................................... 44O
11
19.5 19.5.1 19.5.2 19.5.3
M etody m ěření rad io a k tiv n íh o z á ře n í..................................................... 441 M etody založené n a ionizaci p ly n ů ..........................................................441 S cintilaění p o č í t a č e ..................................................................................... 44fi P olovodičové d e t e k t o r y ............................................................................448
19.6
C elková a p a r a tu r a p ro m ěření rad io a k tiv n íh o z á ř e n í ..................... 448
19.7 19.8
F a k to ry u p la tň u jíc í se p ři m ěření a k t i v i t y ........................................450 O ch ran a p ře d zářen ím a bezpečnost p r á c e ........................................... 455
19.9
M ěření d áv e k ionizujícího z á ře n í.............................................................. 456
19.10
P řík la d y p o u žití rad io n u k lid ů v přírodovědných oborech
. . . 457
L itera tu ra ...........................................................................................................460 R e js tř ík .............................................................................................................462
12
