Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Chemia analityczna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CCHB-1-301-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Chemia Budowlana
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Piech Robert (rpiech@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

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 zna zasady pracy w laboratorium chemicznym CHB1A_W08 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 zna podstawowe pojęcia i prawa chemii, elektochemii i fizykochemii w zakresie spektroskopowych, elektrochemicznych i chromatograficznych metod chemicznej analizy instrumentalnej CHB1A_W08, CHB1A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W003 ma więdzę na temat fizykochemicznych podstaw oraz budowy aparatury i zakresu stosowalności wybranych spektralnych, elektrochemicznych i chromatograficznych metod analizy instrumentalnej CHB1A_W08 Egzamin,
Kolokwium
M_W004 ma wiedzę w zakresie zasad poboru, utrwalania, przechowywania i przygotowania próbek do analizy chemicznej CHB1A_W08, CHB1A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W005 zna zasady formułowania problemu analitycznego i projektowania procesu analitycznego z uwzględnieniem niektórych elementów przetwarzania sygnałów, statystycznej oceny wyników oraz walidacji CHB1A_W08 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
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 CHB1A_U07, CHB1A_U05, CHB1A_U06 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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. CHB1A_U07, CHB1A_U05 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 CHB1A_U07, CHB1A_U05 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin
M_U004 potrafi zweryfikować uzyskany wynik analizy poprzez umiejętność doboru i zastosowania certyfikowanych materiałów odniesienia i metod referencyjnych CHB1A_U07, CHB1A_U04, CHB1A_U06 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu chemii i instrumentalnej analizy chemicznej CHB1A_K06, CHB1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny. Ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. CHB1A_K02, CHB1A_K04, CHB1A_K06 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Zaangażowanie w pracę zespołu
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
75 30 15 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 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 + + + - - - - - - - -
Umiejętności
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 + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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. + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 169 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 75 godz
Przygotowanie do zajęć 40 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 1 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Zasady pracy w laboratorium chemicznym, zasady użytkowania podstawowych narzędzi i odczynników z zakresu analityki śladów, analityka chemiczna, zasady wyboru metody analitycznej, proces analityczny, 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, polarografia 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.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):

Obliczenia w chemii analitycznej, sposoby kalibracji metod instrumentalnych, statystyczna ocena wyniku eksperymentu, analiza wagowa i analiza objętościowa, metody obliczeniowe w metodach spektroskopowych, metody obliczeniowe w elektrochemii.

Prezentacje multimedialne.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):

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.

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 audytoryjne: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego, uczestniczą w dyskusji nad tym tematem oraz rozwiązują zdania tekstowe. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
  • 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:

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.

Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem zajęć są odpowiedzi na postawione pytania, dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami a także umiejętność rozwiązywania zadań obliczeniowych.
Zaliczenie seminariów – pozytywna ocena za prezentację multimedialną oraz pozytywna ocena z kolokwium (ocena końcowa seminarium 0.25*x prezentacja multimedialna + 0.75*x kolokwium).

Zaliczenie seminariów i ćwiczeń laboratoryjnych stanowi warunek dopuszczenia do egzaminu.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – 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 audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • 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 poprzez kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu (zaakceptowanego sprawozdania i pozytywnie zweryfikowanego kolokwium). Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu co najmniej 7 zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

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

W przypadku wystąpienia zdarzenia losowego (usprawiedliwionego) – istnieje możliwość zaliczenia ćwiczenia na podstawie kolokwium (należy uzyskać min. 5 pkt.), które odbędzie się na ostatnich zajęciach.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Obecności na wykładach.
Obecności na zajęciach laboratoryjnych i seminaryjnych są obowiązkowe.

Ćwiczenia w Katedrze Chemii Analitycznej można wykonywać jedynie w terminach ustalonych harmonogramem zajęć.
Ćwiczenia laboratoryjne rozpoczynają się od kolokwium pisemnego, punktualnie o godzinie podanej w rozkładzie zajęć.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  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.
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

18. J. SMAJDOR, R PIECH, M. ŁAWRYWIANIEC, B. PACZOSA-BATOR “Glassy carbon electrode modified with carbon black for sensitive estradiol determination by means of voltammetry and flow injection analysis with amperometric detection”, Analytical Biochemistry, 2018 vol. 544, s. 7–12.

19. J. SMAJDOR, R. PIECH, B. PACZOSA-BATOR “Highly sensitive voltammetric determination of dexamethasone on amalgam film electrode” Journal of Electroanalytical Chemistry, 2018 vol. 809, s. 147–152.

20. B. PACZOSA-BATOR, R. PIECH, C. Wardak, L. CABAJ “Application of graphene supporting platinum nanoparticles layer in electrochemical sensors with potentiometric and voltammetric detection” Ionics, 2018 vol. 24 iss. 8, s. 2455–2464.

Informacje dodatkowe: