Analiza instrumentalna

Podstawowa wiedza z zakresu chemii ogólnej i analitycznej.

przedmiot obowiązkowy

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (120 godz.):

- udział w wykładach - 30

- udział w ćwiczeniach – 15

-udział w laboratoriach - 75

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (80 godz.):

- przygotowanie do ćwiczeń -15

- przygotowanie do kolokwiów (ćwiczenia) -10

- przygotowania do laboratoriów - 30

- przygotowanie do egzaminu -25

Łącznie: 200 godz. (8 ECTS)

25 h/ECTS

W1: zna w zaawansowanym stopniu prawa obowiązujące w poszczególnych działach metod instrumentalnych i nazewnictwo związane z tymi metodami - K_W01

W2: zna i rozumie podstawy teoretyczne omawianych metod instrumentalnych oraz potrafi zinterpretować wyniki poszczególnych pomiarów w postaci wyników liczbowych lub widm - K_W04

W3: zna teoretyczne i praktyczne aspekty wykonania jakościowej i ilościowej analizy metodami spektroskopowymi, chromatograficznymi czy elektrochemicznymi oraz zasady działania aparatury - K_W06

W4: zna przepisy i zasady z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy, odnoszące się zarówno do obchodzenia się z odczynnikami chemicznymi, jak i z obsługą urządzeń pomiarowych i osprzętu (np. palniki, butle z gazami); regulacje prawne dotyczące niebezpiecznych substancji i ich przechowywania oraz oznakowania K_W016

U1: posiada umiejętności wykonywania pomiarów z wykorzystaniem aparatury pomiarowej oraz potrafi opracować wyniki pomiarów poszczególnych metod instrumentalnych - K_U05,

U2: potrafi wykonać analizy jakościowe, ilościowe z zastosowaniem metod instrumentalnych na podstawie procedur analitycznych oraz przygotować raporty z analizy - K_U06

U3: potrafi odpowiednio zachować się w razie różnego typu zagrożeń, np.: pożaru, zakłóceń w pracy aparatury czy kontaktu z odczynnikami chemicznymi - K_U16

K1: Analityczne myślenie: Samodzielnie i efektywnie pracuje z wynikami pomiarowymi w postaci widm lub danymi liczbowymi, dostrzega zależności pomiędzy zjawiskami fizyczno-chemicznymi i poprawnie wyciąga wnioski posługując się zasadami logiki - K_K01,

K2: Profesjonalizm i etyka: Zna i przestrzega zasady i normy obowiązujące chemika, w tym normy etyczne; rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej, rzetelnej obróbki i prezentacji danych; rozumie dbałość o zdrowie i środowisko naturalne w działaniach własnych i innych osób. K_K08

Metody dydaktyczne podające:

Wykład – konwencjonalny z elementami dyskusji

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczenia – ćwiczeniowa

Laboratorium - doświadczenia

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- ćwiczeniowa
- doświadczeń
- laboratoryjna

Celem przedmiotu jest zdobycie wiedzy o współczesnych metodach analizy instrumentalnej. Student poznaje metody spektroskopowe, elektrochemiczne i chromatograficzne w zastosowaniach do analizy substancji czystych i mieszanin. Wiedza obejmuje: podstawy teoretyczne, aspekt jakościowy i ilościowy instrumentalnych metod analitycznych oraz zasady działania aparatury. W ramach bloku student nabywa umiejętności przygotowania próbek analitycznych, zasad kalibracji i sprawdzania aparatury analitycznej, wykonania analiz, metod opracowania i analizy statystycznej wyników oraz przygotowania raportów analitycznych zgodnie z zasadami dobrej praktyki laboratoryjnej.

Wykład obejmuje:

Metody kalibracji w analizie instrumentalnej. Ocena jakości i walidacja oznaczania analitów w różnych matrycach. Metody elektrochemiczne, wstęp, potencjometria, elektrody jonoselektywne, sensory oparte o działanie tranzystora polowego, konduktometria, Metody spektroskopowe, wstęp, spektrofotometry jednowiązkowe i dwuwiązkowe, budowa, spektrofotometria , spektroskopia IR, NMR w analizie, spektroskopia emisyjna, fluorescencja, atomowa. spektroskopia absorpcyjna i emisyjna, metoda indukcyjne sprzężonej plazmy, Optody i ich zastosowania, Wstęp do metod chromatograficznych, chromatografia gazowa.

Ćwiczenia: Przygotowanie i wykorzystanie krzywej wzorcowej. Wyznaczanie krzywej kalibracyjnej w oparciu o metodę najmniejszych kwadratów i jej ocena statystyczna. Zastosowanie metody propoagacji błędów pomiarowych do oszacowania błędu wielkości wyznaczonej w oparciu o krzywą wzorcową. Miareczkowanie potencjometryczne i konduktometryczne.

Laboratorium: student wykonuje następujące analizy: konduktometryczne oznaczanie kwasu acetylosalicylowego w aspirynie, potencjometryczne oznaczanie bromków i jodków w roztworach wodnych przy użyciu elektrod jonoselektywnych. Potencjometryczne oznaczanie stężenia kwasów chlorowodorowego i octowego obok siebie. Miareczkowanie spektrofotometryczne jonów Fe2+ roztworem EDTA. Oznaczanie jonów Fe2+ w postaci kompleksu z o-fenantroliną lub 2,2' - dipirydylem metodą spektrofotometrii Vis. Oznaczanie kofeiny w kawie rozpuszczalnej metodą spektrofotometryczną (UV - Vis). Podstawy spektroskopii IR technika pracy. Oznaczanie jonów sodowych, potasowych i wapniowych metodą fotometrii płomieniowej. Oznaczanie metali ciężkich (Cd, Zn, Pb) metodą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Spektrograficzne oznaczanie żelaza w stopach glinu. Podstawy chromatografii gazowej - wyznaczanie czasów retencji alkoholi alifatycznych oraz krzywej kalibracyjnej, analiza ilościowa mieszaniny węglowodorów.

1) W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 1996.

2.A. Cygański, Metody elektroanalityczne, WNT, Warszawa 1995.

3.A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, Warszawa 1993.

4.Editors: E. Szłyk, P. Piszczek, Pracownia Analizy Instrumentalnej. Ćwiczenia laboratoryjne. Cz. I. Wydawnictwo UMK, Toruń 2004

5. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN Warszawa, 1998r.

6. D.C. Harris Quantitative Chemical Analysis, W.H. Freeman and Co. N.Y. 8th Ed. 2010.

7. Wykaz literatury uzupełniającej:

1. D. A. Skoog, D. M. West, F.J. Holler, S. R. Crouch, Podstawy Chemii Analitycznej. Tom. 1 i 2. WN. PWN Warszawa 2007.

Wiedza obejmuje: podstawy teoretyczne, aspekt jakościowy i ilościowy instrumentalnych metod analitycznych oraz zasady działania aparatury. W ramach bloku student nabywa umiejętności przygotowania próbek analitycznych, zasad kalibracji i sprawdzania aparatury analitycznej, wykonania analiz, metod opracowania i analizy statystycznej wyników oraz przygotowania raportów analitycznych zgodnie z zasadami dobrej praktyki laboratoryjnej.

Poznanie nowoczesnych metod analizy ilościowej i jakościowej substancji w fazie stałej, ciekłej i gazowej. Przyswojenie wiedzy o sposobach i możliwościach nowoczesnych metod analitycznych dostępnych na Wydziale Chemii UMK. Uzyskanie umiejętności wyboru odpowiedniej metody analitycznej do rozwiązania problemów w przyszłej pracy zawodowej.

Metody oceniania:

wykład - K_W01, K_W04, K_W06,

ćwiczenia - K_W01, K_W04, K_W06, K_W16, ….– K_U06, K_U05,

laboratorium: K_W01, K_W04, K_W06, K_W16,, ….– K_U06, K_U05, K_U16

Wykład: egzamin pisemny 2,5 h, test pytania otwarte podzielone według stopnia trudności

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 w bibliotece.

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie przygotowania opracowania zadanego do rozwiązania i 2 kolokwiów śród semestralnych

wymagany próg: na ocenę dostateczną -50 %; dostateczny plus - 61 %; dobry- 66 %; dobry plus 76 %; bardzo dobry powyżej 80%.

Laboratorium: testy pisemne 15 min przed każdymi zajęciami oceniane w skali 0-5,wykonanie i zaliczenie 12 ćwiczeń na podstawie sporządzonego raportu z ćwiczeń i ocenianego w skali 0-5pkt. wymagany próg: na ocenę dostateczną -50 %; dostateczny plus - 61 %; dobry- 66 %; dobry plus 76 %; bardzo dobry powyżej 80% sumy punktów za testy i opisy ćwiczeń.

Nie ma w bloku.