Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Chemia analityczna
Course of study:
2017/2018
Code:
CCB-1-301-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Chemistry of Building Materials
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Piech Robert (rpiech@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. nadzw. dr hab. inż. Baś Bogusław (bas@agh.edu.pl)
prof. nadzw. dr hab. Migdalski Jan (migdal@agh.edu.pl)
dr inż. Niewiara Ewa (niewiara@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Paczosa-Bator Beata (paczosa@agh.edu.pl)
dr Reczyński Witold (wreczyn@agh.edu.pl)
dr Dziubaniuk Małgorzata (dziubani@agh.edu.pl)
Suchanek Małgorzata (wolska@agh.edu.pl)
Module summary

Celem modułu jest przybliżenie słuchaczom wybranych metod analitycznych w połączeniu z wykonaniem praktycznych pomiarów oraz interpretacją wyniku pomiarowego.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu chemii i instrumentalnej analizy chemicznej CB1A_K08, CB1A_K01 Activity during classes,
Participation in a discussion,
Involvement in teamwork
M_K002 Ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny. Ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. CB1A_K08, CB1A_K10, CB1A_K07 Activity during classes,
Participation in a discussion,
Involvement in teamwork
Skills
M_U001 potrafi zdefiniować problem analityczny i w oparciu o rodzaj i wielkość próbki, a także przewidywany zakres stężenia analitu zaproponować najlepszą metodę jej analizy CB1A_U10, CB1A_U09, CB1A_U08 Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U002 potrafi wykorzystać metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zagadnień technicznych i opracowania wyników badań. Potrafi interpretować wyniki analizy chemicznej, wyciągać wnioski i formułować opinie na temat badanego materiału i oznaczanych analitów. CB1A_U10, CB1A_U08 Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U003 umie posługiwać się sprzetem laboratoryjnym, planować i przeprowadzać eksperymenty, zestawiać proste układy pomiarowe, prowadzić pomiary wybranych wielkości fizykochemicznych i wykonywać oznaczenia pierwiastków w różnych materiałach CB1A_U10, CB1A_U08 Test,
Execution of laboratory classes,
Examination
M_U004 potrafi zweryfikować uzyskany wynik analizy poprzez umiejętność doboru i zastosowania certyfikowanych materiałów odniesienia i metod referencyjnych CB1A_U10, CB1A_U09, CB1A_U07 Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 zna zasady pracy w laboratorium chemicznym CB1A_W08 Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 zna podstawowe pojęcia i prawa chemii, elektochemii i fizykochemii w zakresie spektroskopowych, elektrochemicznych i chromatograficznych metod chemicznej analizy instrumentalnej CB1A_W03, CB1A_W08 Examination,
Test
M_W003 ma więdzę na temat fizykochemicznych podstaw oraz budowy aparatury i zakresu stosowalności wybranych spektralnych, elektrochemicznych i chromatograficznych metod analizy instrumentalnej CB1A_W08, CB1A_W09 Examination,
Test
M_W004 ma wiedzę w zakresie zasad poboru, utrwalania, przechowywania i przygotowania próbek do analizy chemicznej CB1A_W03, CB1A_W08 Examination,
Test
M_W005 zna zasady formułowania problemu analitycznego i projektowania procesu analitycznego z uwzględnieniem niektórych elementów przetwarzania sygnałów, statystycznej oceny wyników oraz walidacji CB1A_W08, CB1A_W09 Examination,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu chemii i instrumentalnej analizy chemicznej + + + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny. Ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. + - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi zdefiniować problem analityczny i w oparciu o rodzaj i wielkość próbki, a także przewidywany zakres stężenia analitu zaproponować najlepszą metodę jej analizy + + + - - - - - - - -
M_U002 potrafi wykorzystać metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zagadnień technicznych i opracowania wyników badań. Potrafi interpretować wyniki analizy chemicznej, wyciągać wnioski i formułować opinie na temat badanego materiału i oznaczanych analitów. - + + - - - - - - - -
M_U003 umie posługiwać się sprzetem laboratoryjnym, planować i przeprowadzać eksperymenty, zestawiać proste układy pomiarowe, prowadzić pomiary wybranych wielkości fizykochemicznych i wykonywać oznaczenia pierwiastków w różnych materiałach - - + - - - - - - - -
M_U004 potrafi zweryfikować uzyskany wynik analizy poprzez umiejętność doboru i zastosowania certyfikowanych materiałów odniesienia i metod referencyjnych + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 zna zasady pracy w laboratorium chemicznym - - + - - - - - - - -
M_W002 zna podstawowe pojęcia i prawa chemii, elektochemii i fizykochemii w zakresie spektroskopowych, elektrochemicznych i chromatograficznych metod chemicznej analizy instrumentalnej + + + - - - - - - - -
M_W003 ma więdzę na temat fizykochemicznych podstaw oraz budowy aparatury i zakresu stosowalności wybranych spektralnych, elektrochemicznych i chromatograficznych metod analizy instrumentalnej + + + - - - - - - - -
M_W004 ma wiedzę w zakresie zasad poboru, utrwalania, przechowywania i przygotowania próbek do analizy chemicznej + - + - - - - - - - -
M_W005 zna zasady formułowania problemu analitycznego i projektowania procesu analitycznego z uwzględnieniem niektórych elementów przetwarzania sygnałów, statystycznej oceny wyników oraz walidacji + + + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Analityka chemiczna, zasady wyboru metody analitycznej, proces analityczny, zasady pracy w laboratorium chemicznym, parametry metod analitycznych, metody oznaczeń ilościowych, wzorce i materiały odniesienia, zagadnienia jakości i walidacja metod analitycznych, budowa instrumentu pomiarowego sygnały pomiarowe kontaminacja, próbka analityczna, zasady poboru i utrwalania próbek metody roztwarzania, mineralizacji, rozdzielania i zagęszczania próbek, fizykochemiczne podstawy i klasyfikacja elektrochemicznych metod analizy, konduktometria i miareczkowanie konduktometryczne, potencjometria, elektrody wskaźnikowe i elektrody odniesienia, metody potencjometrii bezpośredniej i miareczkowanie potencjometryczne, olarografia i woltamperometria, metody woltamperometrii stripingowej, elektrograwimetria i kulometria, promieniowanie elektromagnetyczne, widmo, prawa absorpcji i emisji promieniowania, źródła, monochromatory i detektory promieniowania, metody emisyjne: fotometria płomieniowa, spektrografia emisyjna, fluorescencja rentgenowska, spektometria masowa z jonizacją w plaźmie, metody absorpcyjne: spektrofotometria UV-Vis, turbidymetria, nefelometria, atomowa spektrometria absorpcyjna FAAS i ETAAS, chromatografia cienkowarstwowa, gazowa i wysokosprawna chromatografia cieczowa, elektroforeza, automatyzacja prosesów analitycznych, systemy analizy przemysłowej, wstrzykowa analiza przepływowa, sensory chemiczne, sposoby uzyskiwania wysokich czułości oznaczeń, analiza specjacyjna.

Auditorium classes:

Obliczenia w chemii analitycznej, statystyczna ocena wyniku eksperymentu, analiza wagowa – obliczenia stechiometryczne i reakcje redoks, równowagi w roztworach, metody obliczeniowe w metodach spektroskopowych, metody obliczeniowe w elektrochemii.

Laboratory classes:

Zasady pracy w laboratorium chemii analitycznej, podstawowe zasady pomiaru masy i objętości, walidacja metod analitycznych, wzorce i materiały odniesienia, metody przygotowania próbek, metody rozdzielania i zatężania, potencjometria i konduktometria (metody bezpośrednie i miareczkowanie), absorpcyjna spektrometria atomowa (F-AAS), spektrofotometria w zakresie UV i Vis, fotometria płomieniowa, oznaczanie metali alkalicznych i ziem alkalicznych, woltamperometryczna analiza śladów, zajęcia zaliczeniowe.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 150 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 30 h
Preparation for classes 40 h
Participation in seminar classes 14 h
Participation in laboratory classes 30 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Realization of independently performed tasks 14 h
Examination or Final test 1 h
Contact hours 6 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa = 0.1 x średnia ocena z seminariów + 0.4 x średnia ocena z ćwiczeń laboratoryjnych + 0.5 x średnia ocena z egzaminu.

Zaliczenie seminariów i ćwiczeń laboratoryjnych stanowi warunek dopuszczenia do egzaminu.

Prerequisites and additional requirements:

Obecności na wykładach (laboratoria i seminaria są obowiązkowe).

Zaliczenie seminariów – pozytywna ocena za referat oraz pozytywna ocena z kolokwium (ocena końcowa 0.25*x referat + 0.75*x kolokwium).

Zaliczenie laboratoriów (obowiązuje system punktowy) – uzyskanie min. 40 pkt. w tym 7 ćwiczeń laboratoryjnych zamkniętych. Za jedno ćwiczenie można uzyskać 10 pkt. (7 pkt. kolokwium, 3 pkt. za prawidłowo wykonane i w terminie oddane sprawozdanie).
Ćwiczenie zamknięte – ćwiczenie z sumą min. 5 pkt. (w tym kolokwium zaliczone na min. 3 pkt.) wraz z zaakceptowanym sprawozdaniem.
Aby zostać dopuszczonym do wykonania części praktycznej ćwiczenia – należy uzyskać min. 3 pkt. z kolokwium.
Za każdy tydzień zwłoki w oddaniu sprawozdania będzie odejmowany 1 pkt.
W przypadku wystąpienia zdarzenia losowego (usprawiedliwionego) – istnieje możliwość zaliczenia ćwiczenia na podstawie kolokwium (należy uzyskać min. 5 pkt.), które odbędzie się na ostatnich zajęciach.
Dla osób które mają 7 ćwiczeń zamkniętych istnieje możliwość napisania dodatkowego kolokwium z dowolnego ćwiczenia tematycznego (poprawa oceny) na ostatnich zajęciach.
Ocena końcowa – suma wszystkich uzyskanych punktów – przeliczona na ocenę zgodnie z regulaminem studiów.

Recommended literature and teaching resources:
  1. W.W. Kubiak, J. Gołaś „Instrumentalne metody analizy chemicznej” Wyd. Naukowe AKAPIT, Kraków 2005.
  2. J. Minczewski, Z. Marczenko „Chemia analityczna” t.1 i t.2, Wyd. Nauk. PWN W-wa 2008
  3. W. Szczepaniak „Metody instrumentalne w analizie chemicznej” Wyd. Nauk. PWN W-wa 2008.
  4. D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch „Podstawy chemii analitycznej” T.1 i T.2 (tłum. E. Bulska i in.) Wyd. Nauk. PWN W-wa 2007.
  5. A. Hulanicki „Współczesna chemia analityczna” PWN, Warszawa 2001.
  6. A. Cygański, B. Ptaszyński, J. Krystek „Obliczenia w chemii analitycznej" Wyd. Naukowo-Techniczne W-wa 2000.
  7. Z.S. Szmal, T. Lipiec „Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej" wyd. VII, PZWL 1996.
  8. K. Pigoń, Z. Ruziewicz „Chemia fizyczna" t. 1, Wyd. Nauk. PWN W-wa 2007.
  9. A. Staronka „Chemia fizyczna" Wyd. AGH, Kraków 1994.
  10. P.W. Atkins „Chemia fizyczna" Wyd. Nauk. PWN W-wa 2001.
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. R. Piech, B. Baś, E. Niewiara, W.W. Kubiak „Determination of trace arsenic on hanging copper amalgam drop electrode” Talanta, 2007 vol.72 s.762–767.

2. R. Piech, B. Baś, W.W. Kubiak „The cyclic renewable mercury film silver based electrode for determination of uranium(VI) traces using adsorptive stripping voltammetry” Electroanalysis, 2007 vol.19 no.22. s.2342–2350.

3. B. Baś, R. Piech, E. Niewiara, M. Ziemnicka, L. Stobierski, W.W. Kubiak „TiC Working electrode: voltammetric characteristics and application for determination of lead traces by stripping voltammetry” Electroanalysis, 2008 vol.20 no.15 s.1655–1664.

4. R. Piech, B. Baś, E. Niewiara, W.W. Kubiak „Renewable copper and silver amalgam film electrodes of prolonged application for the determination of elemental sulfur using stripping voltammetry” Electroanalysis, 2008 vol.20 no.7 s.809–815.

5. J. Migdalski, B. Baś, T. Błaż, J. Golimowski, A. Lewenstam „A miniaturized and integrated galvanic cell for the potentiometric measurement of ions in biological liquids” Journal of Solid State Electrochemistry, 2009 vol.13 s.149–155.

6. R. Piech, B. Baś, W.W. Kubiak, B. Paczosa-Bator „Fast cathodic stripping voltammetric determination of elemental sulfur in petroleum fuels using renewable mercury film silver based electrode: short communication” Fuel, 2012 vol. 97 s.876-878.

7. T. Błaż, B. Baś, J. Kupis, J. Migdalski, A. Lewenstam „Multielectrode potentiometry in a one-drop sample” Electrochemistry Communications, 2013 vol.34 s.181–184.

8. B. Paczosa-Bator, L. Cabaj, M. Raś, B. Baś, R. Piech „Potentiometric sensor platform based on a carbon black modified electrodes” International Journal of Electrochemical Science, 2014 vol. 9 no. 6, s.2816–2823.

9. B. PACZOSA-BATOR, L. CABAJ, M. RAŚ, B. BAŚ, R. PIECH, “Potentiometric sensor platform based on a carbon black modified electrodes” International Journal of Electrochemical Science, 2014 vol. 9 s.2816–2823.

10. B. Baś, K. Węgiel, K. Jedlińska „The renewable bismuth bulk annular band working electrode: fabrication and application in the adsorptive stripping voltammetric determination of nickel(II) and cobalt(II)” Analytica Chimica Acta, 2015 vol. 881, s.44–53.

11. B. Baś, K. Węgiel, K. Jedlińska „New voltammetric sensor based on the renewable bismuth bulk annular band electrode and its application for the determination of palladium(II)” Electrochimica Acta, 2015 vol. 178 s.665-672.

12. B. PACZOSA-BATOR, M. PIĘK, R. PIECH “Application of nanostructured TCNQ to potentiometric ion-selective $K^{+}$ and $Na^{+}$ electrodes” Analytical Chemistry, 2015 vol. 87 s.1718–1725.

13. J. SMAJDOR, B. PACZOSA-BATOR, R. PIECH “Voltammetric electrode based on Nafion and poly(2,3–dihydrothieno–1,4–dioxin)–poly(styrenesulfonate) film for fast and high sensitive determination of metamizole” Journal of the Electrochemical Society, 2016 vol. 163 s.B146–B152.

14. M. RUMIN, J. SMAJDOR, B. PACZOSA-BATOR, R. PIECH "Voltammetry and flow injection analysis with amperometric detection for sensitive sodium metamizole determination on glassy carbon electrode modified with SWCNTs/Nafion, ECS Journal of Solid State Science and Technology, 2016 vol. 5 s.M3005–M3011.

15. K. WĘGIEL, M. Grabarczyk, W. W. KUBIAK, B. BAŚ “A reliable and sensitive voltammetric determination of Mo(VI) at the in situ renovated bismuth bulk annular band electrode”, Journal of the Electrochemical Society, 2017 vol. 164 s.H352–H357.

16. M. PIĘK, K. FENDRYCH, J. SMAJDOR, R. PIECH, B. PACZOSA-BATOR “High selective potentiometric sensor for determination of nanomolar con-centration of Cu(II) using a polymeric electrode modified by a graphene/7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane nanoparticles” Talanta, 2017, vol. 170 s.41–48.

17. J. SMAJDOR, R. PIECH, B. PACZOSA-BATOR “Voltammetric determination of drospirenone on mercury film electrode” Journal of the Electrochemical Society, 2017 vol. 164 s.H311–H315.

Additional information: