Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Analityka i metrologia chemiczna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CCER-1-501-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Paczosa-Bator Beata (paczosa@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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 uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma wiedzę z zakresu metrologii pomiarów a w szczególności niepewności i spójności pomiarowej CER1A_W04 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Zna etapy procesu analitycznego oraz ich wpływ na niepewność pomiarową. CER1A_W04 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod analitycznych, ich podstaw fizykochemicznych, kalibracji oraz walidacji. CER1A_W04 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi wykonać proste oznaczenie analityczne oraz przeprowadzić kalibrację metody i instrumentu pomiarowego CER1A_U04 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu metrologii i analityki chemicznej CER1A_K02 Aktywność na zajęciach
M_K002 Ma świadomość roli spełnianej w zespole realizującym określone zadanie metrologiczne lub analityczne CER1A_K01 Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
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 - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 150 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 25 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 6 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 52 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Metrologia chemiczna i fizyczna. Niepewność pomiarowa i spójność pomiarowa. Analityka chemiczna, jej podział oraz cele. Rola i kierunki rozwoju analitycznych 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. Sygnał analityczny i jego charakterystyka. Błędy pomiarowe, ich źródła i sposoby eliminacji. Ogólna budowa instrumentu pomiarowego i charakterystyka poszczególnych bloków funkcjonalnych. Detektory i sensory chemiczne. Kalibracja, jej znaczenie i sposoby przeprowadzania. Wzorce i materiały odniesienia. Sposoby interpretacji i 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 optyczna spektrometria emisyjna). Miareczkowanie z instrumentalną detekcją punktu końcowego.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):

Zasady pracy w laboratorium chemii analitycznej. Walidacja metod analitycznych. Kalibracja, analiza statystyczna wyników pomiaru, błędy w analizie chemicznej. Pobór i przygotowanie próbek do analizy. Metody instrumentalne: atomowa spektroskopia absorpcyjna, spektrofotometria UV-VIS, fotometria płomieniowa, woltamperometria, potencjometria i konduktometria.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Egzamin obejmuje materiał wykładów i laboratoriów. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie 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. Za każdy tydzień zwłoki w oddaniu sprawozdania odejmowany jest 1 pkt. Aby zostać dopuszczonym do wykonania części praktycznej ćwiczenia – należy uzyskać min. 3 pkt. z kolokwium.

Ocena z laboratorium ustalana jest na podstawie sumy wszystkich uzyskanych punktów i przeliczana na ocenę zgodnie z regulaminem studiów.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co jest weryfikowane przeprowadzeniem kolokwium w formie pisemnej. Dodatkowo wymagane jest zaprezentowanie rozwiązania postawionego problemu w formie sprawozdania. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

ocena końcowa = 0,55 ocena z egzaminu + 0,45 ocena z laboratorium

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku wystąpienia zdarzenia losowego (usprawiedliwionego) – istnieje możliwość zaliczenia ćwiczenia laboratoryjnego na podstawie kolokwium, które odbędzie się na ostatnich zajęciach (należy uzyskać min. 5 pkt.).
Dla osób które mają 7 ćwiczeń laboratoryjnych zamkniętych (zaliczonych na min. 5 pkt.) istnieje możliwość napisania dodatkowego kolokwium z dowolnego ćwiczenia tematycznego (poprawa oceny) na ostatnich zajęciach.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

-

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: