Spektroskopowe metody analizy i identyfikacji związków organicznych

Zaliczenie zajęć z przedmiotów: chemia organiczna i chemia fizyczna

przedmiot fakultatywny

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( godz.):

- udział w wykładach: 15 godzin

- udział w seminariach: 10 godzin

- konsultacje: 10 godziny

- zaliczenie w formie przygotowania pracy zaliczeniowej: 5

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

- udział w wykładach: 15 godzin

- udział w seminariach: 10 godzin

-przygotowanie do seminarium: 20 godzin

- opracowanie zadań problemowych do seminarium: 20 godzin

- czytanie wskazanej literatury: 15 godzin

- konsultacje: 10 godzin

Łącznie: 90 godzin, co odpowiada 4 punktom ECTS

3. Nakład pracy związany z prowadzonymi badaniami naukowymi:

- czytanie wskazanej literatury naukowej: 15 godziny

- konsultacje badawczo – naukowe: 5 godzin

- udział w wykładach (z uwzględnieniem metodologii badań naukowych, wyników badań, opracowań): 15 godzin

- udział w seminariach objętych aktywnością naukową (z uwzględnieniem metodologii badań naukowych, wyników badań, opracowań): 10 godzin

Łączny nakład pracy studenta związany z prowadzonymi badaniami naukowymi wynosi 45 godzin, co odpowiada 2 pkt ECTS

4.Czas wymagany do przygotowania się i do uczestnictwa w procesie oceniania:

- przygotowanie do seminariów 5x2 godziny = 10 godzin

- przygotowanie pracy zaliczeniowej, w tym czytanie niezbędnej literatury - 10 godzin

Łączny nakład pracy studenta związany z przygotowaniem się do uczestnictwa w procesie oceniania wynosi 20 godzin, co odpowiada 0,9 punktu ECTS

5.Bilans nakładu pracy studenta o charakterze praktycznym:

- udział w seminariach: 10 godzin

- konsultacje praktyczne (z metodyki interpretacji wyników analiz spektroskopowych) – 10 godzin

Łączny nakład pracy studenta o charakterze praktycznym wynosi 20 godzin, co odpowiada 0,9 punktu ECTS.

6. Bilans nakładu pracy studenta poświęcony zdobywaniu kompetencji społecznych w zakresie seminariów przedmiotowych:

- kształcenie w dziedzinie afektywnej poprzez czynne zaangażowanie w proces dydaktyczny oraz samokształcenie: 8 godzin.

Łączny nakład pracy studenta poświęcony zdobywaniu kompetencji społecznych wynosi 8 godzin, co odpowiada 0,36 punktu ETCS.

W1: Posiada wiedzę z zakresu chemii ogólnej i fizycznej na temat procesów fizycznych i chemicznych stanowiących podstawę metod spektroskopowych

W2: Posiada wiedzę na temat dostępności i zakresu stosowania różnych technik zarówno optycznych jak i spektroskopowych;

W3: Posiada właściwą wiedzę w zakresie statystyki i informatyki pozwalającą na interpretację wyników analizy widmowej

W4: rozumie związki między możliwymi zastosowaniami metod spektroskopowych i ich wykorzystaniem w innych dziedzinach wiedzy i gospodarki (przemysł farmaceutyczny, biotechnologia)

U1: Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych, katalogów widm oraz dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie

U2: Potrafi samodzielnie dokonać interpretacji prostych widm spektroskopowych uzyskanych różnymi metodami;

U3: Potrafi zastosować metody statystyczne oraz algorytmy i techniki informatyczne do opisu i analizy danych spektroskopowych

U4: Posiada umiejętność samodzielnego pogłębiania wiedzy między innymi w celu podnoszenia kompetencji zawodowych poprzez odpowiednie planowanie i realizację procesu samokształcenia;

U5: Posiada umiejętność przygotowania pisemnego opracowania i wystąpień ustnych w zakresie analizy i interpretacji widm spektroskopowych

K1: Rozumie potrzebę podnoszenia kompetencji osobistych i społecznych;

K2: Przestrzega zasad zachowywania się w sposób profesjonalny, zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur

Wykłady:

wykład informacyjny z prezentacją multimedialną;

wykład problemowy z prezentacją multimedialną;

Seminaria:

• metoda klasyczna problemowa,

• dyskusja dydaktyczna

• metoda ćwiczeniowa – samodzielna interpretacja widm

• metoda pokazu

- pokaz

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny
- wykład problemowy

- ćwiczeniowa
- klasyczna metoda problemowa
- obserwacji
- seminaryjna

- metody rozwijające refleksyjne myślenie
- metody służące prezentacji treści
- metody wymiany i dyskusji

Celem zajęć jest zapoznanie studenta z podstawami teoretycznymi metod spektroskopowych identyfikacji związków organicznych, w tym metody protonowego i węglowego rezonansu magnetycznego wraz z interpretacją widm, spektroskopią adsorpcyjną UV-ViS-IR oraz spektroskopią masową. Jako uzupełninie tematu studenci zostaną zapoznani z podstawowymi metodami separacji i oczyszczania substancji.

Wykład ma za zadanie przedstawienie wiedzy potrzebnej do świadomego wykorzystania metod spektroskopowych w naukach medycznych. W części wstępnej studenci zostaną zapoznani z podstawowymi metodami separacji i oczyszczania związków organicznych (chromatografia), przypomniane zostaną właściwości promieniowania elektromagnetycznego oraz podstawowe wiadomości z chemii kwantowej dotyczące kwantowania energii elektronowej, oscylacyjnej i rotacyjnej molekuły. Następnie wyjaśniona zostanie korelacja między strukturą poziomów energetycznych molekuły a postacią widma absorpcyjnego oraz związek między stanami kwantowymi molekuły a intensywnością widma. Podczas kolejnych wykładów będą omawiane poszczególne techniki spektroskopowe. Widma elektronowe, reguły wyboru w atomach i cząsteczkach, struktura oscylacyjna i rotacyjna widm elektronowych. Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) - stany energetyczne magnetycznych jąder w zewnętrznym polu magnetycznym; warunek rezonansu; zjawisko ekranowania jąder; sprzężenia spinowo-spinowe; równocenność chemiczna i magnetyczna; rezonans 1H, 13C, 14N, 15N i 19F; procesy relaksacji w NMR; efekt Overhausera; wielowymiarowe widma NMR. Spektroskopia mas – podstawy teoretyczne metody oraz zastosowania.

Seminarium

Zajęcia mają za zadanie zapoznanie studenta z praktyczną stroną analizy spektroskopowej tzn. metodami przygotowania próby do analizy, interpretacją widm UV-ViS, IR i 1H oraz 13C NMR konkretnych związków oraz wykorzystaniem analizy spektralnej do oznaczeń ilościowych oraz interpretacją widm masowych i ich zastosowaniem w badaniach struktury substancji biologicznych.

1.Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, Kiemle David J., Silverstein Robert M., Webster Francis X.; PWN 2018.

2. Krótkie Wykłady - Chemia analityczna, P. J. Haines, D. Kealey; PWN 2017

3. Metody spektroskopowe w chemii analitycznej,; A. Cygański; PWN 2022

Literatura uzupełniająca

1. Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych. Praca zbiorowa pod redakcją Wojciecha Zielińskiego i Andrzeja Rajcy. WNT 2018

W celu uzyskania zaliczenia student otrzymuje punkty za rozwiązanie zadań praktycznych stanowiących tematy poszczególnych seminariów, a uzyskane punkty przelicza się na stopnie według następującej skali:

% uzyskanych punktów Ocena

95≤…..≤100 bdb (5)

88≤…..<95 db+ (4+)

80≤…..<88 db (4)

71≤…..<80 dst+ (3+)

60≤…..<71 dst (3)

0…......<60 ndst (2)

Wykonanie zadań dotyczących interpretacji widm – W1-W3, U1-U4

Aktywność – K1,K2

Nie dotyczy