Sensory chemiczne
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WTCCNCSM-SCh |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Sensory chemiczne |
Jednostka: | Wydział Nowych Technologii i Chemii |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
3.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | II stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | wykład: 16 godzin/egzamin ćwiczenia rachunkowe: 4 godziny/zaliczenie (ZAL/NZAL) laboratoria: 12 godzin/zaliczenie na ocenę seminaria: 14 godzin/zaliczenie na ocenę |
Przedmioty wprowadzające: | PODSTAWY MIERNICTWA W CHEMII (wymagana znajomość podstawowych pojęć dotyczących przetworników pomiarowych i ich charakterystyk) CHEMIA ANALITYCZNA (wymagana znajomość podstawowych pojęć analizy ilościowej i jakościowej) ANALIZA INSTRUMENTALNA (wymagana znajomość podstawowej aparatury stosowanej w analizie chemicznej) MATEMATYKA (wymagana znajomość podstaw rachunku macierzowego i rachunku prawdopo-dobieństwa) |
Programy: | Chemia/Materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne |
Autor: | dr inż. Michał Grabka |
Bilans ECTS: | Aktywność/Obciążenie w godzinach 1. Udział w wykładach/16 2. Udział w ćwiczeniach/4 3. Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych/12 4. Udział w seminariach/14 5. Przygotowanie do ćwiczeń/4 6. Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych i opracowanie sprawozdań/12 7. Przygotowanie do seminariów/8 8. Przygotowanie do zaliczenia przedmiotu/10 Obciążenia w godzinach/ECTS Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 84/3 Zajęcia z udziałem nauczyciela: 46/2 Zajęcia samodzielne: 38/1 |
Skrócony opis: |
Przedmiot dotyczy współczesnych czujników chemicznych. Przedstawiona jest zasada działania czujników termicznych, elektrochemicznych, optycznych, grawimetrycznych i jonizacyjnych. Część zajęć dotyczy metod obróbki sygnałów z czujników, w tym prostych technik chemometrycznych. Omawiane są także metody badania i kalibracji czujników. |
Pełny opis: |
WYKŁADY 1. SYGNAŁY POMIAROWE I METODY ICH OBRÓBKI (4 godz.) Właściwości sygnałów generowanych przez przetworniki. Sygnały analogowe i cyfrowe. Zastosowanie komputerów w pomiarach. Filtrowanie sygnałów. Przetwarzanie widm. Wykorzystanie arkuszy kalkulacyjnych do obróbki danych pomiarowych. 2. WYBRANE ELEMENTY CHEMOMETRII (4 godz.) Wiadomości wstępne. Przedmiot i podstawowe pojęcia chemometrii. Planowanie doświadczeń. Modelowanie zależności. Optymalizacja doświadczalna. Analiza podobieństwa. Podobieństwo cech i próbek. Analiza przestrzeni cech. Metoda głównych składowych (PCA) i liniowa analiza dyskryminacyjna (LDA). Układy wielu czujników. Sieci neuronowe. Praktyczne przykłady zastosowań metod chemometrycznych 3. SENSORY CHEMICZNE – POJĘCIA PODSTAWOWE (1 godz.) Definicje sensora chemicznego. Modele, parametry i charakterystyki sensorów. Klasyfikacja sensorów chemicznych. Zjawiska zachodzące w ciałach stałych i cieczach wykorzystywane w technice sensorowej. 4. SENSORY TERMICZNE I PÓŁPRZEWODNIKOWE (2 godz.) Sensory termistorowe, pelistorowe i katalityczne. Detekcja gazów wybuchowych. Konduktometryczne sensory zbudowane z tlenków metali. Struktury półprzewodnikowe w technologii sensorów chemicznych. 5. SENSORY ELEKTROCHEMICZNE (2 godz.) Podstawowe wiadomości z elektrochemii. Sensory potencjometryczne, amperometryczne i konduktometryczne. Selektywność sensorów elektrochemicznych. Biosensory elektrochemiczne. 6. SENSORY OPTYCZNE I GRAWIMETRYCZNE (2 godz.) Możliwości wykorzystania optycznych widm absorpcyjnych i emisyjnych w technice sensorowej. Proste czujniki absorpcyjne. Załamanie i odbicie światła. Czujniki światłowodowe. Proste piezoelektryczne czujniki masowe. Czujniki SAW. Materiały pokryciowe. 7. TESTOWANIE I KALIBRACJA SENSORÓW CHEMICZNYCH (1 godz.) Materiały wykorzystywane do kalibracji. Oczyszczanie i osuszanie gazów. Statyczne i dynamiczne metody wytwarzania mieszanin gazowych. Źródła par substancji organicznych. Układy do rozcieńczania. ĆWICZENIA W ramach ćwiczeń rachunkowych rozwiązywane są zadania dotyczące analizy sygnałów z czujników, elementów chemometrii i modelowania charakterystyk czujników. LABORATORIA - Badania prostych czujników chemicznych (półprzewodnikowe, elektrochemiczne) - Badania czujników grawimetrycznych - Badanie analizatorów NDIR SEMINARIA W trakcie seminariów studenci przedstawiają własne prezentacje na temat zasady działania i charakterystyk czujników chemicznych. |
Literatura: |
podstawowa: • Z. Brzózka, E. Malinowska, W. Wróblewski, „Sensory chemiczne i biosensory”, PWN 2022 • Z. Brzózka, W. Wróblewski, „Sensory chemiczne”, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej 1999 • J. Mazerski, „Chemometria praktyczna”, Wyd. Malamut 2009 • S. Tumański, „Technika pomiarowa”, WNT 2007 • W. Szczepaniak, „Metody instrumentalne w analizie chemicznej”, PWN, 2010 uzupełniająca: • P. Grundler, “Chemical Sensors”, Springer 2007 • J. Janata, ”Principles of Chemical Sensors”, Plenum Press 1989 • J.W. Robinson, "Instrumental Analytical Chemistry: An Introduction", CRC, 2021 • G.O. Nelson, ”Gas Mixtures, Preparation and Control”, Lewis Publishers, 1992 • Czasopisma naukowe dostępne w bibliotece WAT (Analytical Chemistry, Sensors & Actua-tors, Analytica Chimica Acta, Talanta i inne) |
Efekty uczenia się: |
W1. Po zaliczeniu przedmiotu student posiada wiedzę w zakresie teorii działania podstawowych typów sensorów chemicznych. K_W011 K_W12 W2. Student zna sposoby wykorzystania sensorów chemicznych w systemach analitycznych. K_W12 W3. Student zna podstawowe metody przetwarzania sygnałów z czujników pomiarowych oraz elementy chemometrii przydatne w planowaniu pomiarów i analizie ich wyników. KW_11 U1. Student umie przeprowadzić proste badania składu chemicznego wybranych próbek za pomocą sensorów chemicznych. K_U06 U2. Student umie przeprowadzić kalibrację sensorów oraz analizę uzyskanych wyników pomiarów analitycznych wraz z oceną niepewności pomiarowych. K_U08 K1. Student ma świadomość swojej wiedzy oraz potrafi pracować i współdziałać w grupie. K_K01, K_K03 |
Metody i kryteria oceniania: |
- Przedmiot zaliczany jest na podstawie zaliczenia pisemnego obejmującego wszystkie zagadnienia teoretyczne przedstawione w trakcie wykładów. - Warunkiem koniecznym uzyskania oceny pozytywnej z egzaminu jest wykazanie osiągnięcie efektów uczenia W1, W2 i W3. - Warunkiem otrzymania oceny bardzo dobrej jest znajomość wszystkich zagadnień merytorycznych zawartych w programie przedmiotu oraz wykazanie zainteresowania przedmiotem. - Warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych, laboratoryjnych i seminariów. - Efekt U1 i U2 sprawdzane ustnie podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych. |
Praktyki zawodowe: |
brak |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/2025" (w trakcie)
Okres: | 2024-10-01 - 2025-02-28 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 4 godzin
Laboratorium, 12 godzin
Seminarium, 14 godzin
Wykład, 16 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Michał Grabka | |
Prowadzący grup: | Michał Grabka | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie ZAL/NZAL Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Seminarium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2025/2026" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-10-01 - 2026-02-28 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 4 godzin
Laboratorium, 12 godzin
Seminarium, 14 godzin
Wykład, 16 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Michał Grabka | |
Prowadzący grup: | (brak danych) | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie ZAL/NZAL Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Seminarium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.