Podstawy analizy instrumentalnej 7-S3-6-CH-01
Główne cel:
1. Poznanie teoretycznych podstaw, zasad działania i obsługi aparatury analitycznej stosowanej w analizie chemicznej
2. Zrozumienie zjawisk i procesów fizycznych jakie zachodzą w poszczególnych technikach analizy instrumentalnej.
3. Posiadanie umiejętność zastosowania zdobytej wiedzy dokonując doboru metody i rodzaju aparatury analitycznej do wykonania określonego oznaczenia analitycznego
Nabycie wiedzy matematycznej w zakresie niezbędnym dla ilościowego opisu statystycznego i procedury walidacyjnej opracowanej metody analitycznej. Parametry charakteryzujące wydajność instrumentów analitycznych (np. dokładność, czułość, selektywność). Metody kalibracji i standaryzacji.
Treści programowe
WYKŁADU
o Wprowadzenie do analizy instrumentalnej (definicja i zakres analizy instrumentalnej, różnice między analizą instrumentalną a metodami klasycznymi, podstawowe cele i zalety stosowania technik analitycznych)
o Podstawy teoretyczne analizy instrumentalnej (zasady działania detektorów, parametry charakteryzujące wydajność instrumentów analitycznych (np. dokładność, czułość, selektywność),metody kalibracji i standaryzacji.
o Podstawy elektroanalizy: (definicja i zakres elektroanalizy, zasady elektrochemii stosowane w elektroanalizie, rodzaje elektrod stosowanych w elektroanalizie, potencjometria, amperometria, polarografia, woltamperometria, Zastosowanie technik elektrochemicznych do analizy ilościowej i jakościowej).
o Metody spektroskopowe (Spektroskopia UV-Vis, Spektroskopia podczerwieni (IR), Spektroskopia mas (MS), Spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR))
o Chromatografia: (Podstawy chromatografii, Chromatografia cieczowa (HPLC), Chromatografia gazowa (GC), Chromatografia cienkowarstwowa (TLC))
o Elektroforeza (Podstawy elektroforezy, Elektroforeza kapilarna, Elektroforeza żelowa)
o Zastosowania technik analitycznych: (Wykorzystanie technik analitycznych w różnych dziedzinach nauki i przemysłu (np. chemia, biochemia, medycyna, środowisko)).
o Interpretacja wyników analizy instrumentalnej: (Przetwarzanie danych analitycznych, Interpretacja widm spektralnych, Identyfikacja i ilościowa analiza związków chemicznych).
o Nowe trendy i technologie w analizie instrumentalnej: (Rozwój nowych technik analitycznych, Zastosowanie technik miniaturyzacji i automatyzacji, Techniki analityczne w erze cyfrowej i Big Data).
o Znaczenie kontroli jakości w analizie instrumentalnej: (Rola analizy instrumentalnej w kontroli jakości produktów, Standardy i normy dotyczące analizy instrumentalnej).
o Etyka i bezpieczeństwo w analizie instrumentalnej: (Bezpieczne korzystanie z instrumentów analitycznych.
Etyczne aspekty przeprowadzania badań analitycznych).
KONWERSATORIUM:
o Omówienie zagadnień, które poszerzą wiedzę studentów i pozwolą im lepiej zrozumieć omawiane treści z wykładu i zajęć laboratoryjnych
PROBLEMATYKA LABORATORIUM, w tym:
o zapoznanie z aparaturą stosowaną w analizie instrumentalnej, posługiwaniem się nią oraz samodzielne wykonanie analiz i opracowanie wyników.
o wykonanie eksperymentów z zakresu miareczkowania potencjometrycznego, konduktometrycznego oraz pehametrycznego, refraktometrii, polarymetrii, oraz nefelometrii i turbidymetrii.
o Rozdział związków organicznych za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowe (HPLC).
o Zastosowanie technik spektrofotometrii UV-VIS do oznaczanie zawartości różnych analitów w analizowanych próbkach.
Kierunek studiów
Literatura uzupełniająca
Rodzaj przedmiotu
Semestr, w którym realizowany jest przedmiot
Tryb prowadzenia
Realizowany zdalnie
Wymagania
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
WIEDZA:
W_01 Przedstawia i klasyfikuje podział technik instrumentalnych. (K_W02)
W_02 Zna teoretyczne podstawy i zasadę działania aparatury analitycznej stosowanej w analizie chemicznej. (K_W01, K_W10, K_W11) W_03 Zna i wymienia podstawowe elementy budowy poszczególnej aparatury analitycznej. (K_W12)
W_04 Zna podstawy teoretyczne metod obliczeniowych. (K_W19, K_W20) W_05 Przedstawia obszar zastosowania poszczególnych technik instrumentalnych. (K_W28)
W_06 Posiada wiedze matematyczną w zakresie niezbędnym dla ilościowego
opisu statystycznego i procedury walidacyjnej opracowanej metody analitycznej. (K_W19, K_W20, K_W21)
W_07 Wymienia, rozpoznaje i różnicuje techniki stosowane zarówno w analizie ilościowej oraz/lub jakościowej. (K_W10, K_W11, K_W12) W_08 Wskazuje istotne różnice pomiędzy poszczególnymi technikami instrumentalnymi.(K_W01, K_W11)
W_09 Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopniu pozwalającym na samodzielną prace na stanowisku pomiarowym. (K_W23) W_10 Wykazuje zrozumienie zjawisk i procesów fizycznych jakie zachodzą w poszczególnych technikach analizy instrumentalnej. (K_W04, K_W10, K_W14)
UMIEJĘTNOŚCI:
U_01 Potrafi planować i wykonać podstawowe, proste badania z wykorzystaniem technik analizy instrumentalnej oraz analizować ich wyniki. (K_U04, K_U05, K_U07, K_U08, K_U11)
U_02 Potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki eksperymentów oraz przedyskutować ewentualne błędy pomiarowe. (K_U06, K_U12, K_U13, K_U21)
U_03 Potrafi zastosować zdobytą wiedzę dokonując doboru metody i rodzaju aparatury analitycznej do wykonania określonego oznaczenia analitycznego. (K_U03, K_U04, K_U05, K_U08, K_U02)
U_04 Potrafi przedstawić wyniki swoich badań w postaci samodzielnie przygotowanego sprawozdania zawierającego opis i uzasadnienie celu pracy, metodologię oraz wyniki. (K_U06, K_U12, K_U13, K_U14, K_U15, K_U16, K_U17, K_U24)
U_05 Porównuje uzyskane wyniki własnych eksperymentów z rezultatami podobnych badań opisanych w literaturze. (K_U12, K_U16, K_U17, K_U21, K_U22, K_U23)
U_06 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze fachowej w j. ojczystym, jak i również w literaturze angielskojęzycznej. (K_U18, K_U20)
KOMPETENCJE SPOŁECZNE (POSTAWY)
K_01 Rozumie potrzebę ustawicznego pogłębiania swojej wiedzy. (K_K01)
K_02 Rozumie społeczne aspekty praktycznego stosowania zdobytej wiedzy i umiejętności oraz związaną z tym odpowiedzialność. (K_K13, K_K09)
K_03 Potrafi przedyskutować zagadnienia etyczne związane z rzetelnością uzyskanych wyników badań. (K_K08, K_K11) K_04 Umie odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie zadania. (K_K04, K_K03)
K_05 Obiektywnie ocenia wkład pracy własnej i innych w przeprowadzonych wspólnie badaniach i opracowaniu raportu. (K_K07, K_K08, K_K15)
Kryteria oceniania
Sposób zaliczenia
•Wykład: egzamin pisemny
•Ćwiczenia konwersatoryjne: zaliczenie z oceną
•Ćwiczenia laboratoryjne: zaliczenie z oceną
Formy zaliczenia:
•Wykład: egzamin pisemny: testowy / z pytaniami (zadania-mi) otwartymi / dłuższa wypowiedź pisemna (rozwiązywanie problemu)
•ćwiczenia konwersatoryjne: 2 kolokwia, aktywność i zaangażowanie w rozwiązywaniu zadań obliczeniowych i statystycznych według wcześniej przedstawionej listy
•ćwiczenia laboratoryjne: przeprowadzenie badań i prezentacja ich wyników (pisemna)
Podstawowe kryteria
•Wykład: warunkiem otrzymania oceny pozytywnej z egzaminu konieczne jest rozwiązanie zadań w stopniu umożliwiającym uzyskanie co najmniej 51% punktacji całkowitej
•ćwiczenia konwersatoryjne: ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych otrzymywanych w trakcie trwania semestru, zaliczenie zaplanowanych dwóch kolokwiów
•ćwiczenia laboratoryjne: wykonanie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń, zaliczenie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń oraz zaliczenie jednego kolokwium działowego na ocenę,
Literatura
• Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa
• Cygański A., Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, Warszawa
• Witkiewicz Z. Podstawy Chromatografii, WNT, Warszawa
• Techniki elektromigracyjne, teoria i praktyka - Praca pod red. B. Buszewski, E. Dziubakiewicz, M. Szumski, Wydawnictwo Malamut, Warszawa
• Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2017). Principles of instrumental analysis. Cengage Learning.
• Christian, G. D. (2015). Analytical chemistry. John Wiley & Sons.
• Dean, J. A. (2011). Analytical chemistry handbook. McGraw-Hill.
• Harris D.C., Quantitative Chemical Analysis, W.H. Frejman and Company, New York
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: