Współczesne metody chemii analitycznej

Wykłady 12/Egzamin,

Ćwiczenie 2/Zaliczenie,

Laboratoria 16/Zaliczenie na ocenę

razem: 30 godz., 3 pkt ECTS

• Język angielski

Wymagania wstępne : znajomość języka w stopniu wystarczającym do

czytania ze zrozumieniem tekstów naukowych i technicznych

• Chemia ogólna i nieorganiczna

Wymagania wstępne: znajomość podstawowych reakcji w chemii

nieorganicznej i równowag chemicznych, znajomość właściwości

najważniejszych związków nieorganicznych

• Chemia organiczna

Wymagania wstępne: znajomość mechanizmów podstawowych reakcji w

chemii organicznej, znajomość właściwości najważniejszych grup związków

organicznych

• Chemia analityczna

Wymagania wstępne: znajomość języka i narzędzi chemii analitycznej oraz

zasad oznaczeń analitycznych

• Chemia fizyczna

Wymagania wstępne: znajomość zjawisk zachodzących w układach

chemicznych

• Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna

Wymagania wstępne: znajomość metod wnioskowania statystycznego

Semestr: V

Kierunek: Chemia

Dr hab. inż. Stanisław Popiel

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 12

2. Udział w laboratoriach / 16

3. Udział w ćwiczeniach / 2

4. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 16

5. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 16

6. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 4

7. Udział w konsultacjach / 10

8. Przygotowanie do egzaminu / 12

9. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 90 godz./ 3 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 42 godz./ 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 90 godz./ 3 ECTS

Celem przedmiotu jest wdrożenie studentów do korzystania z literatury naukowej (w tym również angielskojęzycznej) z zakresu przedmiotu. W ramach wykładów przedstawione i omówione będą kluczowe zagadnienia nowoczesnej chemii analitycznej, głównie (ale nie tylko) w oparciu o podręczniki: „Modern Analytical Chemistry” oraz „Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych”. 2 godz. ćwiczeń będą poświęcone obliczeniom z zakresu chromatografii. W czasie ćwiczeń laboratoryjnych przedstawione będą cztery ważne zagadnienia współczesnej analizy instrumentalnej, zarówno z omówieniem kwestii teoretycznych jak i prowadzeniem praktycznych badań doświadczalnych.

Wykłady

1. Wprowadzenie do przedmiotu i terminologia dotycząca podstawowych

narzędzi chemii analitycznej, stosowanych pojęć, oceny danych

analitycznych i wzorcowania metod analitycznych W/2

2. Spektrometria mas i jej odmiany. Źródła jonizacji i analizatory mas W/4

3. Chromatograficzne metody analizy chemicznej W/4

4. Walidacja metod analitycznych W/2

Ćwiczenia/Laboratoria

1. Spektroskopowe metody analizy L/8

a. Przegląd metod spektroskopowych

b. Spektroskopia oparta na absorpcji promieniowania

elektromagnetycznego

c. Spektrofotometria w światle ultrafioletowym, widzialnym i

podczerwonym:

d. Spektroskopia absorpcji atomowej; spektroskopia emisyjna;

spektroskopia światła rozpraszanego

e. Spektrometria mas L/4

2. Elektrochemiczne metody analizy L/4

a. Wprowadzenie do elektrochemicznych metod analizy

b. Potencjometryczne metody analizy:

c. Kulometryczne metod analizy:

d. Woltamperometryczne metody analizy:

3. Metody chromatografii i elektroforezy Ćw/2

a. Wprowadzenie do metod chromatografii i elektroforezy

b. Chromatografia gazowa:

c. Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC):

d. Chromatografia adsorpcyjna w układzie ciecz-ciało stałe;

chromatografia jonowymienna; chromatografia wykluczania;

chromatografia z płynem w stanie nadkrytycznym; Elektroforeza:

Laboratoria

1. Spektrometria mas – odmiany i zastosowania L/4;

2. Spektroskopia w podczerwieni i jej zastosowania L/4

3. Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego L/4

4. Elektrochemiczne metody analizy L/4

A. Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu):

A.1. wykorzystywana podczas zajęć:

• D. Harvey, Modern Analytical Chemistry

• R.M. Silverstein, F.X. Webster, D.J. Kiemble, D.L. Bryce, Spektroskopowe

metody identyfikacji związków organicznych – tłumaczenie z angielskiego.

• W. Szczepaniak – Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN,

Warszawa

• A. Cygański – Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT,

Warszawa

A.2. studiowana samodzielnie przez studenta

• G.W. Ewing – Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN,

Warszawa

• J. Minczewski, Z. Marczenko – Chemia analityczna – t. III – Analiza

instrumentalna, PWN, Warszawa.

WIEDZA

W1/Zna i rozumie podstawowe pojęcia, wielkości i zależności termochemii, termodynamiki chemicznej, elektrochemii, statyki i kinetyki chemicznej oraz zjawiska fizykochemiczne (kataliza, sorpcja, dyfuzja, osmoza, przemiany fazowe). Zna i rozumie podstawy oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią oraz relacje pomiędzy strukturą związków i ich widmami IR, 1H NMR, UV-Vis i MS./ K_W04

W2/Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu chemii analitycznej pozwalającą na teoretyczne uzasadnienie wyboru metody analitycznej, określanie składu chemicznego substancji lub ich mieszanin, w tym wykrycie poszczególnych pierwiastków lub jonów oraz ich ilościowe oznaczenie. Student zna zasady pracy i rygory związane z realizacją zadań analitycznych. Zna i rozumie klasyczne metody analityczne oraz podstawy i możliwości analityczne najważniejszych metod instrumentalnych wykorzystywanych w analizie ilościowej./ K_W05

UMIEJĘTNOŚCI

U1/Potrafi znaleźć rozwiązanie problemu z zakresu syntezy związków chemicznych, komponowania materiałów, określania ich składu chemicznego i struktury oraz właściwości fizykochemicznych w oparciu o wyniki analiz literaturowych i badań doświadczalnych./ K_U03

U2/Ma umiejętność wykonania analizy ilościowej i jakościowej w oparciu o opracowaną procedurę analityczną. Umie przeprowadzić analizę uzyskanych wyników pomiarów wraz z oceną błędów pomiarowych./ K_U07

U3/Potrafi merytorycznie opracować problem z zakresu chemii i nauk pokrewnych z wykorzystaniem literatury polsko- i obcojęzycznej, a także własnych obserwacji i przemyśleń. Potrafi w przystępny sposób przedstawić opracowany problem w formie pisemnej i ustnej, zarówno w języku polskim, jak i angielskim. Zna słownictwo techniczne z zakresu chemii./ K_U10

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1/ Ma świadomość poziomu swej wiedzy i umiejętności oraz potrafi krytycznie je ocenić. Uznaje znaczenie wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych./ K_K01

K2/ Potrafi aktywnie uczestniczyć w działaniach zespołowych i ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania, związane z pracą zawodową./ K_K02

Po wprowadzeniu w tematykę i terminologię w czasie wykładów, studenci starają się samodzielnie opanować zagadnienia korzystając z zalecanej literatury. Ćwiczenia przeznaczone są na wyjaśnianie niezrozumiałych zagadnień, często w formie dyskusji moderowanej przez wykładowcę, oraz na sprawdzeniu przez wykładowcę poprawności rozumienia zagadnień przedstawionych w podręczniku, w formie pytań kierowanych bezpośrednio do studentów.

Ocena z wykładów, to w głównej mierze ocena przyswojenia sobie przez studentów terminologii związanej z współczesną chemią analityczną, uzyskanej przy zastosowaniu następujących kryteriów:

ocena 2 – poniżej 60%;

ocena 3 – 60 ÷ 70%;

ocena 4 – 71 ÷ 90%;

ocena 5 – 91%. i powyżej

Oceny te mogą być odpowiednio modyfikowane biorąc pod uwagę stopień poprawności udzielanych odpowiedzi. Na ocenę z ćwiczeń audytoryjnych składać się będzie ocena zainteresowania tematyką zajęć wyrażającą się aktywnością studenta/tki na zajęciach a także poprawność udzielanych odpowiedzi oraz umiejętność szybkiego rozwiązania problemu w oparciu o literaturę. Aby uzyskać pozytywną ocenę studenci muszą udowodnić, że zapoznali się z z tematyką zawartą w podręcznikach i potrafią z nich korzystać. Ocenę bardzo dobrą uzyskują tylko ci studenci, którzy oprócz znajomości zagadnień poruszanych w podręcznikach potrafią samodzielnie i sprawnie rozwiązywać zadania o tematyce w nich omawianej.

Ćwiczenia laboratoryjne dają możliwość sprawdzenia w praktyce wybranych zagadnień współczesnej analizy chemicznej. Aby zaliczyć ćwiczenia laboratoryjne studenci muszą udowodnić, że rozumieją stosowane metody, ich podstawy fizykochemiczne, a także przedstawić sprawozdania przedstawiające uzyskane wyniki, łącznie z ich analizą, oraz wnioski.

• Efekty W1, W2 i umiejętności U1-U3 sprawdzane są podczas ćwiczeń i laboratoriów oraz egzaminu końcowego.

• Efekty K1 i K2 sprawdzane są podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych.

Brak