Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Analityka i metrologia chemiczna
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CCE-1-501-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Paczosa-Bator Beata (paczosa@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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 hab. inż. Piech Robert (rpiech@agh.edu.pl)
dr Dziubaniuk Małgorzata (dziubani@agh.edu.pl)
Fendrych Katarzyna (barczyk@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Celem modułu jest zaznajomienie studentów z problematyką wiarygodności i spójności pomiarowej oraz wybranymi metodami analitycznymi w połączeniu z wykonaniem pomiarów i interpretacją wyniku.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Ma wiedzę z zakresu metrologii pomiarów a w szczególności niepewności i spójności pomiarowej CE1A_W10 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Zna etapy procesu analitycznego oraz ich wpływ na niepewność pomiarową. CE1A_W10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod analitycznych, ich podstaw fizykochemicznych, kalibracji oraz walidacji. CE1A_W10 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności
M_U001 Potrafi wykonać proste oznaczenie analityczne oraz przeprowadzić kalibrację metody i instrumentu pomiarowego CE1A_U10 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu metrologii i analityki chemicznej CE1A_K02 Aktywność na zajęciach
M_K002 Ma świadomość roli spełnianej w zespole realizującym określone zadanie metrologiczne lub analityczne CE1A_K03 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Ma wiedzę z zakresu metrologii pomiarów a w szczególności niepewności i spójności pomiarowej + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna etapy procesu analitycznego oraz ich wpływ na niepewność pomiarową. + - - - - - - - - - -
M_W003 Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod analitycznych, ich podstaw fizykochemicznych, kalibracji oraz walidacji. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi wykonać proste oznaczenie analityczne oraz przeprowadzić kalibrację metody i instrumentu pomiarowego - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu metrologii i analityki chemicznej - - + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość roli spełnianej w zespole realizującym określone zadanie metrologiczne lub analityczne - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Metrologia chemiczna. Niepewność pomiarowa i spójność pomiarowa. Analityka chemiczna, jej podział oraz cele. Rola i rozwój metod instrumentalnych. Proces analityczny, jego etapy, źródła błędów, zakres i sposoby realizacji. Ogólne zasady formułowania problemu analitycznego. Próbka, sposoby jej pobierania, przechowywania i przygotowania do analizy. Metody rozdzielania i zagęszczania. Etap pomiaru – sygnał analityczny i jego charakterystyka. Błędy, ich źródła i sposoby eliminacji. Ogólna budowa instrumentu pomiarowego i charakterystyka poszczególnych bloków funkcjonalnych. Detektory i sensory. Etap interpretacji. Kalibracja, jej znaczenie i sposoby przeprowadzania. Wzorce i materiały odniesienia. Sposoby przedstawiania wyniku analizy. Parametry metod analitycznych. Kryteria doboru metod analitycznych. Zagadnienie jakości w metodach instrumentalnych. Przegląd instrumentalnych metod analitycznych. Metody elektrochemiczne (konduktometria, potencjometria i woltamperometria). Spektroskopowe metody absorpcyjne (spektrofotometria i atomowa spektrometria absorpcyjna) i emisyjne (fotometria płomieniowa i spektroskopia emisyjna). Miareczkowania instrumentalne. Kierunki rozwoju analitycznych metod instrumentalnych.

Ćwiczenia laboratoryjne:

Zasady pracy w laboratorium chemii analitycznej. Walidacja metod analitycznych. Kalibracja, analiza statystyczna wyników pomiaru, błędy w analizie chemicznej. Pobór i przygotowanie próbek. Atomowa spektroskopia absorpcyjna. Spektrofotometria UV-VIS. Fotometria płomieniowa. Woltamperometria. Bezpośrednie i pośrednie metody potencjometryczne. Konduktometria i miareczkowanie konduktometryczne.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 152 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 62 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

ocena końcowa = 0,55 ocena z egzaminu + 0,45 ocena z laboratorium
Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie laboratoriów.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Uczestnictwo w wykładach jest obowiązkowe.
Egzamin obejmuje materiał wykładów i laboratoriów.

Zaliczenie laboratoriów (obowiązuje system punktowy) wymaga uzyskania min. 40 pkt. w tym 7 ćwiczeń laboratoryjnych zamkniętych. Za jedno ćwiczenie można uzyskać max 10 pkt. (7 pkt. kolokwium, 3 pkt. za prawidłowo wykonane i oddane w terminie 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 odejmowany jest 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 z laboratorium: suma wszystkich uzyskanych punktów – przeliczona na ocenę zgodnie z regulaminem studiów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

E.Bulska “Metrologia chemiczna” Wyd. MALAMUT Warszawa 2012
W.W.Kubiak, J.Gołaś (ed), „ Instrumentalne metody analizy chemicznej” Wyd. AKAPIT,
Kraków 2005
Holler James F., Skoog Douglas A., West Donald M.“Podstawy chemii analitycznej” Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2007
Z.Kowalski, W.W.Kubiak, J.Migdalski „Instrumentalne metody analizy chemicznej – Laboratorium modułowe” Wyd. AGH Kraków 1991 (SU 1276)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

B. Paczosa-Bator Ion-selective electrodes with superhydrophobic polymer/carbon nanocomposites as solid contact (2015) Carbon, 95, 879-887.
B. Paczosa-Bator, L. Cabaj, R. Piech, K. Skupień Potentiometric sensors with carbon black supporting platinum nanoparticles (2013) Analytical Chemistry, 85 (21), 10255-10261.
B. Paczosa-Bator, M. Pięk, R. Piech Application of nanostructured TCNQ to potentiometric ion-selective K+ and Na+ electrodes (2015) Analytical Chemistry, 87(3), 1718-1725.
B. Paczosa-Bator, L. Cabaj, R. Piech, K. Skupień Platinum nanoparticles intermediate layer in solid-state selective electrodes (2012) Analyst, 137 (22), 5272-5277.
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.
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.
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.
R. Piech, B. Baś, B. Paczosa-Bator, W.W. Kubiak „Adsorptive stripping voltammetric determination of vanadium(V) witch chloranilic acid using cyclic renewable mercury film silver based electrode” Journal of Electroanalytical Chemistry, 2009 vol.633 s.333–338.
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.
B. Baś, K. Jedlińska, K. Węgiel „New electrochemical sensor with the renewable silver annular band working electrode: Fabrication and application for determination of selenium(IV) by cathodic stripping voltammetry” Electrochemistry Communications, 2014 vol. 49 s.79–82.
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.
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.

Informacje dodatkowe: