Prowadzony w cyklach: 2022/23L, 2023/24L

Kod Erasmus: 13.3

Kod ISCED: 0531

Punkty ECTS: 6

Język: angielski

Organizowany przez: Wydział Chemii

Advanced Instrumental Analysis 0600-S2-EN-AIA

Wykład:
Metody spektroskopii Ramana i IR w zastosowaniach do identyfikacji i analizy ilościowej związków chemicznych.
Spektroskopia mas w zastosowaniach do identyfikacji i analizy ilościowej związków chemicznych. Łączone techniki analityczne ze spektroskopią mas (ESI-MS, HPLC–ICP-MS, GC-MS). Zastosowanie laserowej ablacji w analizie chemicznej.
Absorpcyjna i emisyjna spektroskopia atomowa (ASA, ICP, AES) oraz metody rentgenowskie (XRF, XRD) stosowane do oznaczania metali w różnych matrycach.
Spektroskopia elektronów (XPS, Augera) w badaniach materiałowych.
Mikroskopia elektronowa (SEM, TEM, STEM) oraz mikroskopia sił atomowych (AFM) w różnorodnych zastosowaniach.
Łączone techniki analityczne w analizie dzieł sztuki, materiału biologicznego i badań materiałowych.
Zastosowanie XRF w analizie kryminalistycznej i żywności.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Dyfrakcja rentgenowska (XRD); Identyfikacja związków chemicznych metodą proszkową. Omawiane są problemy teoretyczne i praktyczne: elementy symetrii cząsteczek, układy krystalograficzne, podstawowe typy struktury krystalicznej związków nieorganicznych, budowa i działanie aparatury, techniki badawcze, interpretacja dyfraktogramów.

2. Analiza termiczna (TG/DTG/DTA, DSC); Analiza przebiegu reakcji termicznego rozkładu substancji, na przykładzie soli nieorganicznych i związków kompleksowych. Omawiane są problemy teoretyczne i praktyczne: podział metod termoanalitycznych, analiza termiczna i termograwimetryczna (definicje, aparatura, zasada pomiaru), krzywe TG, DTA, DTG oraz ich interpretacja, przemiany fazowe pierwszego i wyższych rodzajów, efekty energetyczne towarzyszące reakcjom chemicznym, skaningowa kalorymetria różnicowa (definicje, aparatura, zasada pomiaru, czynniki wpływające na przebieg pomiaru), zastosowania skaningowej kalorymetrii różnicowej.

3. Spektroskopia w podczerwieni (IR, TG/IR); Spektroskopowa analiza ilościowa mieszaniny wieloskładnikowej, Zastosowanie spektroskopii oscylacyjnej do analizy jakościowej produktów termicznego rozkładu. Omawiane problemy teoretyczne i praktyczne: prawa absorpcji i ich praktyczne zastosowanie w analizie jakościowej i ilościowej, metody oznaczeń ilościowych z zastosowaniem spektroskopii w podczerwieni (krzywej wzorcowej, arytmetyczna, wzorca wewnętrznego), widmo oscylacyjne, parametry opisujące pasmo absorpcyjne (problem intensywności i intensywności integralnej pasma absorpcyjnego) i ich znaczenie dla pomiarów ilościowych (transmitancja, absorbancja), dokładność metody i przyczyny błędów.

4. Spektrofluorymetria; Oznaczanie witamin z grupy B w preparatach farmaceutycznych. Omawiane problemy teoretyczne i praktyczne: rodzaje luminescencji, różnice pomiędzy absorpcją, fluorescencją i fosforoscencją, przejścia pomiędzy poziomami energetycznymi, cząsteczki charakterystyczne dla fluorescencji i fosforoscencji, parametry fizykochemiczne wpływające na wartość natężenia fluorescencji, wygaszanie fluorescencji, budowa spektrofluorymetru, zastosowanie, zalety i wady metod fluorymetrycznych.

5. Skaningowa mikroskopia elektronowa i mikroskopia sił atomowych (SEM, AFM); Wykorzystanie techniki obrazowania metodą mikroskopii elektronowej i AFM do oceny różnych materiałów. Omawiane są problemy teoretyczne i praktyczne: skanningowy mikroskop elektronowy – budowa i zasada działania, sposoby detekcji stosowane w SEM, techniki pracy przyczyny zakłóceń obrazu, metody przygotowania próbek; AFM – tryby pracy, ograniczenia metody, środowisko pracy mikroskopu. Porównane zostają metody SEM i AFM między sobą oraz z mikroskopią optyczną.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (80 godz.): - udział w wykładach – 30 - udział w laboratoriach – 40 - konsultacje –10 Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (70 godz.): - przygotowania do laboratoriów – 30 - przygotowanie do egzaminu – 40 Łącznię 150 h / 25 h = 6 ECTS

Efekty uczenia się - wiedza

W1: posiada rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii, jej rozwoju i znaczenia dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych oraz poznania świata i rozwoju ludzkości. K_W01 W2: zna zasady prawidłowego planowania eksperymentu i weryfikacji wiarygodności wyniku; posiada wiedzę na temat metod statystycznych potrzebnych w analizie danych eksperymentalnych – K_W09 W3: zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych – K_W12 W4: zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopni pozwalającym na samodzielną pracę na stanowisku badawczym lub pomiarowym – K_W14

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: potrafi korzystać z rozszerzonej wiedzy z podstawowych działów chemii oraz twórczo wykorzystać ją w zakresie swojej specjalności – K_U01 U2: posiada umiejętność pracy z normami polskimi oraz międzynarodowymi w celu wykonania oznaczania wybranych właściwości fizycznych i chemicznych substancji chemicznych – K_U05 U3: potrafi analizować wybrane rodzaje widm (UV-Vis, IR) i wyciągać wnioski odnośnie struktury związków; umie wyszukiwać i porównywać z widmami zgromadzonymi w różnych bazach danych – K_U13 U4: umie posługiwać się wybraną grupą metod analitycznych; potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki analiz i przedyskutować błędy pomiarowe – K_U14

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego uczenia się przez całe życie; potrafi samodzielnie podjąć działania w celu poszerzania i pogłębiania wiedzy chemicznej – K_K01 K2: ma świadomość profesjonalizmu, doceniania uczciwości intelektualnej i przestrzegania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób – K_K06 K3: potrafi odpowiednio określić priorytety służące rozwiązaniu określonego przez siebie lub innych problemu chemicznego – K_K05

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: Wykład – konwencjonalny z elementami dyskusji Metody dydaktyczne poszukujące: Laboratorium: laboratoryjna - zajęcia związane są z treściami programowymi (metodami instrumentalnymi) omawianymi na wykładzie. Student wykonuje samodzielnie zadania w oparciu o instrukcje i dostępną literaturę.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Wykład chemii analitycznej i analizy instrumentalnej na poziomie licencjata.

Koordynatorzy przedmiotu

W cyklu 2023/24L:

Robert Szczęsny

W cyklu 2022/23L:

Edward Szłyk

Kryteria oceniania

Metody

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

Praktyki zawodowe

nie ma

Literatura

Literatura podstawowa
R. M. Silverstein. F. X. Webster, D.J. Kiemle , Spektroskopowe metody identyfikacji związków
organicznych. WN. PWN warszawa 2007.
2. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN Warszawa, 1998r.
3. D.C. Harris Quantitative Chemical Analysis, W.H. Freeman and Co. N.Y. 8th Ed. 2010.
Literatura uzupełniająca
1. 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-S2-EN-AIA w USOSweb