Metody instrumentalne w analizie materiałów 0600-S1-OZE-MIAM

Wykład obejmuje:

Blok I: Podstawy i metody spektroskopowe
Podział i klasyfikację metod instrumentalnych. Wprowadzenie do spektroskopii oraz budowy i zasad działania aparatury analitycznej. Podstawy teoretyczne oraz zastosowania spektroskopii UV-Vis, IR, Ramana i fluorescencyjnej w analizie oraz charakterystyce materiałów.

Blok II: Metody strukturalne, mikroskopowe i rentgenowskie
Zastosowanie mikroskopii elektronowej (SEM, TEM) oraz mikroskopii sił atomowych (AFM) do badania morfologii powierzchni i mikrostruktury materiałów. Wykorzystanie metod rentgenowskich (XRD, XPS, EDX) do określania składu, stanu chemicznego oraz stopnia krystaliczności analizowanych próbek.

Blok III: Metody elektrochemiczne, termiczne i analiza statystyczna
Podstawy i zastosowania metod elektrochemicznych, w tym potencjometrii, konduktometrii oraz sensorów elektrochemicznych. Wykorzystanie metod analizy termicznej (TGA, DTA, DSC) w charakterystyce materiałów. Zasady kalibracji aparatury pomiarowej, opracowywania wyników pomiarowych oraz ich analizy statystycznej.

Ćwiczenia laboratoryjne obejmują:

BLOK I: SPEKTROSKOPIA I STATYSTYKA

Laboratorium 1: Diagnostyka optyczna komponentów PV (Metoda: UV-Vis).
Laboratorium 2: Identyfikacja polimerów i badanie degradacji (Metoda: IR / Raman).

BLOK II: STRUKTURA I POWIERZCHNIA

Laboratorium 3: Analiza krystaliczności materiałów półprzewodnikowych (Metoda: XRD).
Laboratorium 4: Mikrostruktura i wady powierzchni (Metoda: SEM / AFM).

BLOK III: ELEKTROCHEMIA I TERMIKA

Laboratorium 5: Monitoring jakości mediów roboczych (Metoda: Konduktometria).
Laboratorium 6: Sensoryka i analiza kwasowości (Metoda: Potencjometria).
Laboratorium 7: Wytrzymałość cieplna i stabilność (Metoda: TGA / DSC).

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( godz. 55): np. - udział w wykładach - 15 - udział w ćwiczeniach - 35 - konsultacje z nauczycielem akademickim - 5 Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (45 godz.): np. - przygotowanie do wykładu - 5 - przygotowanie do egzaminu - 15 - przygotowanie do laboratorium (kolokwium, przygotowanie raportów, czytanie literatury) - 25 Łącznie: 100 godz. (4 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna w podstawowe prawa obowiązujące w poszczególnych działach metod instrumentalnych i nazewnictwo chemiczne - K_W01 W2: zna i rozumie podstawy teoretyczne omawianych metod instrumentalnych; zna praktyczne aspekty wykonania jakościowej i ilościowej analizy metodami spektroskopowymi, elektrochemicznymi oraz analizy materiałów z wykorzystaniem technik mikroskopowych, rentgenograficznych i termoanalitycznych oraz zasady działania aparatury - K_W16, K_W17 W3: zna przepisy i zasady z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy, odnoszące się zarówno do obchodzenia się z odczynnikami chemicznymi, jak i z obsługą urządzeń pomiarowych i osprzętu (np. palniki, butle z gazami, promieniowanie rentgenowskie); regulacje prawne dotyczące niebezpiecznych substancji i ich przechowywania oraz oznakowania - K_W12

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: posiada umiejętności wykonywania pomiarów z wykorzystaniem aparatury pomiarowej oraz potrafi opracować wyniki pomiarów poszczególnych metod instrumentalnych - K_U01, K_U10 U2: potrafi wykonać analizy jakościowe, ilościowe z zastosowaniem metod instrumentalnych na podstawie procedur analitycznych oraz przygotować raporty z analizy - K_U05 U3: potrafi odpowiednio zachować się w razie różnego typu zagrożeń, np.: pożaru, zakłóceń w pracy aparatury czy kontaktu z odczynnikami chemicznymi - K_U11

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: Analityczne myślenie: Samodzielnie i efektywnie pracuje z wynikami pomiarowymi w postaci widm lub danymi liczbowymi, dostrzega zależności pomiędzy zjawiskami fizyczno-chemicznymi i poprawnie wyciąga wnioski posługując się zasadami logiki - K_K04 K2: Profesjonalizm i etyka: Zna i przestrzega zasady i normy obowiązujące chemika, w tym normy etyczne; rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej, rzetelnej obróbki i prezentacji danych; rozumie dbałość o zdrowie i środowisko naturalne w działaniach własnych i innych osób. - K_K05, K_K06

Koordynatorzy przedmiotu

Robert Szczęsny

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: Wykład – konwencjonalny z elementami dyskusji Metody dydaktyczne poszukujące: Laboratorium – doświadczenia

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- doświadczeń
- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Znajomość podstaw chemii analitycznej oraz nomenklatury chemicznej.

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
Wykład - egzamin pisemny- W1, W2; egzamin ustny- W1, W2
Laboratorium: sprawdzian pisemny, raporty z laboratorium - W1, W2, W3, U1, U2, U3, K1, K2

Wykład:
egzamin pisemny 3h, pytania otwarte. wg stopnia trudności określonego poniżej, lub egzamin ustny wg tych samych kryteriów.

Kryteria: Na ocenę dostateczną: min. 50 % punktów egzaminu.
Student zna podstawowe treści przedmiotu przedstawione na wykładzie.
Na ocenę dostateczny plus 61-65% pkt.
Student zna i rozumie podstawy teoretyczne metody analitycznej i zasady działania aparatury analitycznej.
Na ocenę dobrą: 66-75%
Zna treści i rozumie zależności pomiędzy jakością analizy i zasadami teoretycznymi oraz potrafi rozwiązać problemy analityczne
Na ocenę dobry plus 76-80%
Zna treści i rozumie zależności pomiędzy różnymi metodami analitycznymi, stosuje wiedzę do rozwiązywania problemów teoretycznych i praktycznych w analizie chemicznej.
Na ocenę bardzo dobry powyżej 80%
Posiada wiedzę wykraczająca poza zakres tematyczny wykładu zdobytą samodzielnie pod czas pracy z literaturą przedmiotu.

Laboratorium:
zdane sprawdziany pisemne pisane przed rozpoczęciem pracowni, ocena sprawozdań z wykonanych ćwiczeń. Na zaliczenie Pracowni wymaganych jest 50 % punktów zdobytych w trakcie semestru.
Na ocenę dostateczną: 50% min.
Student zna podstawy teoretyczne metody analitycznej oraz potrafi opisać doświadczenia przeprowadzone w pracowni.

Na ocenę dostateczny plus 61-65%
Student zna i rozumie podstawy teoretyczne metody analitycznej oraz potrafi zna zasady opisu analizy chemicznej przeprowadzonej w pracowni.

Na ocenę dobrą: 66-75%
Zna metodę i rozumie zasady teoretyczne oraz sposób wykonania analizy. Potrafi planować doświadczenia analityczne i samodzielnie opisać analizę oraz wyciągnąć prawidłowe wnioski.
Na ocenę dobry plus 75 -80%
Posiada pełną wiedzę o metodzie analitycznej rozumie zasadę pracy aparatury analitycznej i potrafi zastosować do rozwiązywania nowych problemów analitycznych.
Na ocenę bardzo dobry powyżej 80%
Posiada wiedzę wykraczająca poza zakres tematyczny wykładu zdobytą samodzielnie pod czas pracy w bibliotece, stosuje właściwe metody badania złożonych matryc analitycznych i potrafi zastosować do rozwiązywania nowych problemów analitycznych wykraczających poza temat wykładu.

Literatura

Literatura podstawowa:
1. W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 1996.
2. A. Cygański, Metody elektroanalityczne, WNT, Warszawa 1995.
3. A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, Warszawa 1993.
4. Editors: E. Szłyk, P. Piszczek, Pracownia Analizy Instrumentalnej. Ćwiczenia laboratoryjne. Cz. I. Wydawnictwo UMK, Toruń 2004
5. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN Warszawa, 1998r.
6. D.C. Harris Quantitative Chemical Analysis, W.H. Freeman and Co. N.Y. 8th Ed. 2010.
7. A. Barbacki: Mikroskopia elektronowa, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2005.
8. A. Barbacki: Mikroskopia elektronowa, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2005.
9. Zygmunt Trzaska-Durski, Hanna Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej, Warszawa, Wydaw. Nauk. PWN, 1994.
Literatura uzupełniająca:
7. D. A. Skoog, D. M. West, F.J. Holler, S. R. Crouch, Podstawy Chemii Analitycznej. Tom. 1 i 2. WN. PWN Warszawa 2007.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S1-OZE-MIAM w USOSweb