Studentská vědecká konference

Trichlorethylen je zdraví škodlivá látka, jejíž emise z průmyslových podniků jsou přísně kontrolovány. V podniku Spolana, a. s., se trichlorethylen používá jako extrakční činidlo v procesu výroby kaprolaktamu. Pro účely snižování koncentrací trichlorethylenu v odpadních vodách by mohlo být užitečné znát jeho rozpustnost v čisté vodě a ve vodných roztocích elektrolytů, které souvisí s výrobním procesem. Jedná se především o síran amonný, kyselinu sírovou a amoniak. V rámci práce byla přímou analytickou metodou naměřena rozpustnost trichlorethylenu za teploty 25 °C ve vodě a v různě koncentrovaných vodných roztocích amoniaku. Metodou IGS (Inert Gas Stripping) byly také získány limitní aktivitní koeficienty trichlorethylenu v roztocích síranu amonného. Tato data byla využita pro popis rozpustnosti této látky v závislosti na koncentraci síranu amonného, a to ve formě Sečenovovy rovnice. Bylo zjištěno, že síran amonný rozpustnost trichlorethylenu znatelně snižuje. Jeho vliv na rozpustnost je vyšší než v případě chloridu sodného, pro který byla data nalezena v literatuře.  

Tato práce se zabývá teoretickým výpočtem vlastností adeninu, thyminu a uracilu, jež jsou základní kameny veškeré genetické informace. Termodynamická data pro tyto čisté látky jsou poměrně vzácná, protože DNA a RNA bývají spíše studovány jako celek. Výpočty byly pro nukleové báze prováděny nejprve ve stavu ideálního plynu, později budou vlastnosti vypočítány i pro krystalické uspořádání a bude studována sublimační rovnováha. Pro výpočty optimální molekulární geometrie a dalších molekulárních parametrů adeninu, guaninu, thyminu, cytosinu a uracilu byla použita teorie hustotního funkcionálu (DFT), konkrétně funkcionál B3LYP. Termodynamické veličiny byly počítány statisticko-termodynamickým modelem tuhý rotor-harmonický oscilátor (RRHO). Pro báze obsahující skupiny, které konají vnitřní rotační pohyby, byly tyto stupně volnosti modelovány jako jednorozměrný bráněný rotor (1DHR). Konkrétně se jedná o rotaci methylu v thyminu a rotace a inverze amino skupiny NH₂ v adeninu, guaninu a cytosinu. Pro větší přesnost a pro potlačení planarizace NH₂ skupiny, což se jeví jako artefakt všech DFT výpočtů, byly profily potenciální energie pro rotace a inverze NH₂ skupin počítány pomocí perturbační metody MP2. Vypočtené vibrační frekvence byly porovnány s literárními experimentálními daty.  

Obsahem této práce je popis sorpčního působení organických látek na různé typy ochranných rukavic z polymerních materiálů. Při interakci kapalin s polymery dochází často k tzv. sorpci rozpouštědla, tj. prostupu rozpouštědla mezi molekuly polymeru, což se projevuje zvětšením hmotnosti (případně objemu) polymeru, a může mít vliv na mechanické a další vlastnosti rukavic. Poškození ochranných rukavic při experimentální práci může fatálně ovlivnit experiment. Organické kapaliny mohou mít škodlivý vliv na lidskou kůži a sorpcí do ochranných rukavic dochází ke zvýšené expozici. Působení organických kapalin na vybrané typy ochranných nitrilových rukavic s odlišným obsahem barviv bylo kvantitativně hodnoceno pomocí porovnání stupně bobtnání v 5 různých organických kapalinách: benzen, butanon, 1,2 – dimethoxyethan, hexan a butan-1-ol, které jsou běžně používanými organickými rozpouštědly. Měření bylo prováděno gravimetricky po ustavení rovnováhy mezi polymerem a kapalinou, při konstantní teplotě 25 °C.  

Amino acids are very important biochemical compounds. However, not enough data of their thermodynamic properties has been collected. The subject of this work is to provide reliable thermodynamic data including heat capacity and phase behaviour for selected amino acids L-Arginine, L-Aspartic acid, L-Glutamic acid, L-Glutamine and L-Asparagine. Experimental part is based on new calorimetric heat capacities in condensed phase (calorimeter SETARAM µDSC IIIa) complemented with differential scanning calorimetry (calorimeter TA Q1000) used to determine the presence of any phase transitions. Comparison with literature data is performed.

Kuban (C₈H₈) je chemická sloučenina, jejíž název byl odvozen z tvaru uhlíkového skeletu jeho molekuly, který připomíná krychli. Jeho zajímavé vlastnosti (velké sterické pnutí, kompaktnost molekuly) a možnosti pro praktické použití například ve farmacii nebo z hlediska ukládání energie dělají z kubanu, jeho derivátů a podobných trojrozměrných polycyklických sloučenin vhodné kandidáty pro další výzkum. Hlavním cílem této práce je teoretické studium termodynamických vlastností kubanu pro pevnou a ideální plynnou fázi. K tomu bylo potřeba spočítat optimální molekulovou geometrii nebo  krystalovou strukturu, k čemuž bylo použito metody hustotního funkcionálu (DFT). Pro plynnou fázi byl použit funkcionál B3LYP a pro pevnou fázi funkcionál PBE s disperzní korekcí D3 a projektorem rozšířené vlny (PAW). Z těchto dat pak byly v rámci modelu tuhého rotoru – harmonického oscilátoru pro plynnou a v rámci kvaziharmonické aproximace pro pevnou fázi vypočítány termodynamické vlastnosti kubanu. Výsledky výpočtu byly porovnány s dostupnými literárními experimentálními daty – vibrační frekvence s hodnotami měřenými pomocí spektroskopických metod (IR a Raman), tepelné kapacity a sublimační entalpie s hodnotami získanými kalorimetricky. Vypočtené výsledky se rozumně shodují s experimentálními daty.

Protichemické ochranné oděvy jsou využívány AČR a složkami IZS při pohybu a práci v prostoru s otravnými látkami v kapalné i plynné podobě či různými bojovými biologickými prostředky. Slouží k ochraně zdraví tím, že brání kontaktu těchto látek s kůží nebo jejich vniknutí do dýchacích cest. Jsou zhotoveny z polymerních materiálů, které musí splňovat řadu vlastností, například dobrou mechanickou odolnost proti oděru a prořezání, nízkou míru plastifikace a zbobtnání či musejí být stálé v chemicky agresivních prostředích. V práci se zabývám měřením transportních vlastností těchto materiálu, konkrétně permeance, která spočívá v přenosu hmoty membránou vlivem gradientu tlaku. Měření bylo provedeno pomoci integrálního (time-lag) permeametru, a jakožto testované plyny byly použity vodík a vzduch (80% N₂, 20% O₂). Dále byla provedena předběžná měření vlivu rozpouštědel pomocí přímé expozice vzorku danému rozpouštědlu. Konkrétně se jedná o acetonitril, isooktan, ethylester kyseliny octové a cyklohexan. Dalším cílem práce bude zjistit míru změn bariérových vlastností za současné expozice organických rozpouštědel, neboť změnou bariérových vlastností, může dojít k průniku nebezpečných látek materiálem protichemického ochranného oděvu, které by průniku za normálních podmínek nebyly schopny.