Sensory i sensoryka substancji lotnych 0600-S1-SP/W-SSSL

Historia – pierwsze sensory chemiczne w górnictwie i do wykrywania gazu zimnego i LPG. Definicja sensora wg IUPAC. Sensor a czujnik. Warstwa receptorowa i transducer. Sensory chemiczne i fizyczne. Stosowanie pomiarów sensorowych: off-line, at-line oraz in-line. Analiza sensoryczna a zaawansowana analiza instrumentalna. Parametry użytkowe sensorów: czułość, powtarzalność, selektywność, stabilność, odtwarzalność, czas reakcji. Biosensory jako specjalna kategoria sensorów chemicznych. Sensory – zasada działania: elektrochemiczne - amperometryczne, elektrochemiczne - potencjometryczne, rezystancyjne, rezystancyjne - katalityczne, optyczne, pojemnościowe, termiczne, masowe. Elektroda pH – metryczna jako najstarszy sensor potencjometryczny. Sensor tlenu wg Clarka. Sensor glukozy wg Clarka jako pierwszy biosensor enzymatyczny. Biosensory glukozy I, II i III generacji. Mediatory redox. Inne sensory enzymatyczne. Wady i zalety biosensorów enzymatycznych. Rodzaje substancji pochodzenia biologicznego stosowanych jako warstwa receptorowa w biosensorach. Sposoby immobilizacji substancji biologicznych w biosensorach. Rola membran selektywnych w biosensorach. Elektrody jonoselektywne. Biosensory optyczne. Biomarkery jako naturalne biosensory do detekcji skażenia środowiska naturalnego. Elektroniczny nos i elektroniczny język jako zastępniki powonienia i smaku. Przegląd katalogów sensorów dostępnych na rynku.

Treści programowe laboratorium:
1. Wyznaczanie zapachowej jakości powietrza statyczną metodą tak-nie
2. Sporządzanie mieszanin wzorcowych metodą dynamiczną - testowanie alkomatu.
3. Wyznaczanie charakterystyki detekcyjnej komercyjnych czujników wilgotności oraz rezystancyjnych czujników węglowych
4. Zastosowanie barwnych reakcji do detekcji par rozpuszczalników w strumieniu powietrza w procesie oznaczenia chłonności dynamicznej sorbentów
5. Oznaczanie zanieczyszczeń powietrza laboratoryjnego metodą chromatografii gazowej ze wzbogacaniem próbki

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (85 godz.): - udział w wykładach – 45 godz. - udział w laboratorium – 30 godz. - konsultacje i praca z nauczycielem akademickim – 10 godz. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (65 godz.): - przygotowanie do laboratorium – 30 godz. przygotowanie studenta do egzaminu – 35 godz. Łącznie: 150 godz. (6 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

Student: W1: Zna pojęcia dotyczące czujników chemicznych K_W03 W2: Posiada wiedzę z zakresu klasyfikacji czujników chemicznych ze względu na typ przetwornika. K_W06 W3: Zna techniki pobrania i przygotowania próbek z matryc środowiskowych do analizy- K_W12

Efekty uczenia się - umiejętności

Student: U1: Posiada umiejętności wykonywania pomiarów podstawowych wielkości chemicznych oraz potrafi opracować wyniki eksperymentów fizyko-chemicznych - K_U05. U2: Potrafi dobrać odpowiedni czujnik do wykonania konkretnego oznaczenia oraz umie opracować wyniki eksperymentalne - K_U06. U3: Potrafi pobrać i przygotować próbki środowiskowe oraz przeprowadzić ich analizę - K_U12

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Student: Student: K1: Samodzielnie i efektywnie pracuje z dużą ilością informacji, dostrzega zależności pomiędzy zjawiskami i poprawnie wyciąga wnioski posługując się zasadami logiki - K_K01. K2: Rozumie konieczność ciągłego doskonalenia się i podnoszenia kompetencji zawodowych - K_K05. K3: nawiązuje współpracę w grupie – K_K09

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: - wykład informacyjny (konwencjonalny) z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. Metody dydaktyczne poszukujące: - laboratorium: laboratoryjna – zajęcia laboratoryjne związane są z treściami programowymi przerabianymi na wykładzie. Student wykonuje zadania samodzielnie po przygotowaniu w oparciu o dostępną instrukcję oraz zalecaną literaturę. W oparciu o poczynione obserwacje i wyniki pomiarów student zapisuje stosowne równania reakcji, wykonuje obliczenia oraz wyciąga wnioski.

Wymagania wstępne

Wpis na semestr i rok studiów umożliwiający dopuszczenie do studiowania przedmiotu.

Koordynatorzy przedmiotu

Emil Korczeniewski

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
wykład - K_W01, K_W08, K_U01, K_K01, K_K02, K_K05, K_K06, K_K08
laboratorium - K_W01, K_U03, K_U05, K_U08, K_K01, K_K02, K_K03, K_K05, K_K06, K_K08, K_K09

Kryteria oceniania:
Wykład:
Zaliczenie blokowe z następującymi wagami:
- 60% dwugodzinny egzamin pisemny obejmujący treści omawiane na wykładzie
- 40 % ocena z laboratorium

Wymagany próg na ocenę:
- dostateczną: 50 -60 %
- dostateczną plus: 61 – 65 %
- dobrą: 66 – 75 %
- dobrą plus: 76 – 80 %
- bardzo dobrą: 81-100 %

Laboratorium:
Zajęcia laboratoryjne odbywane w grupach dwu- lub trójosobowych, kolejno na 4 stanowiskach doświadczalnych (4 ćwiczeń obowiązkowych). Zakończenie i zaliczenie kolejnych ćwiczeń na podstawie pisemnych sprawozdań ocenianych przez prowadzących zajęcia.

Wymagany próg na ocenę:
- dostateczną: 50 -60 %
- dostateczną plus: 61 – 65 %
- dobrą: 66 – 75 %
- dobrą plus: 76 – 80 %
- bardzo dobrą: 81-100 %

Praktyki zawodowe

brak

Literatura

1) Z. Brzózka, W. Wróblewski, Sensory Chemiczne, OWPW, 1999.
2) A. Hulanicki, Współczesna chemia analityczna. Wybrane zagadnienia, PWN, Warszawa 2001. Rozdz. XV - Czujniki chemiczne
3) Z. Brzózka, E. Malinowska, W. Wróblewski, Sensory chemiczne i biosensory, PWN, Warszawa, 2022.
4) P. Grundler, Chemical Sensors, Springer, 2007.
5) J. Janata, Pronciples of Chemical Sensors, Springer, 2009.
6) B. R. Eggins, Chemical Sensors and Biosensors, J. Wiley & Sons, Chichester, 2002.
7) D. G. Buerk, Biosensors: Theory and Applications, CRC Press, 1999.

Więcej informacji

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

Strona przedmiotu 0600-S1-SP/W-SSSL w USOSweb