Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Chemia (S1)
specjalność: Chemia ogólna i analityka chemiczna
Sylabus przedmiotu Metody spektralne w analityce chemicznej:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Chemia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Metody spektralne w analityce chemicznej | ||
| Specjalność | Chemia ogólna i analityka chemiczna | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Chemii Organicznej i Chemii Fizycznej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Elwira Wróblewska <Elwira.Wroblewska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Elwira Wróblewska <Elwira.Wroblewska@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowa wiedza z chemii, fizyki i matematyki |
| W-2 | Posiadanie umiejętności obsługi komputera, w tym statstycznej obróbki wyników |
| W-3 | umiejetnośc obliczania naważek, wykonywania roztworów mianowanych i przeliczania stężeń |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Poznanie teorii najważniejszych metod spektrometrycznych |
| C-2 | Zdobycie umiejętności samodzielnego przygotowywania próbek i wykonywania pomiarów |
| C-3 | Nabycie umiejetności doboru metody do rozwiązywanego problemu |
| C-4 | Nabycie umiejętności pracy w grupie |
| C-5 | Uświadomienie sobie wpływu cywilizacji na zrównoważony rozwój i roli analityki w monitoringu środowiska |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zastosowanie zjawiska rozproszenia światła w analizie roztworów mętnych. | 10 |
| T-L-2 | Analiza ilościowa mieszanin wieloskładnikowych metodą spektroskopii w podczerwieni z wykorzystaniem korelacji widmowych | 10 |
| T-L-3 | Analiza mieszanin wieloskładnikowych metodą spektrofotometrii UV-VIS | 10 |
| T-L-4 | Komplementarne wykorzystanie metod spektralnych w analityce chemicznej | 15 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Promieniowanie elektromagnetyczne, stosowane źródła, monochromacja, polichromatory, detektory: matrycowe, diodowe, fotopowielające. Schematy ideowe spektrofotometrów prcujących w systemie cw. Spektrofotometry z transformacją Fouriera | 4 |
| T-W-2 | Absorpcja promieniowanie elektromagnetycznego w przyłożonym polu magnetycznym - metody rezonansowe. Koncepcja wysokorozdzielczego Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (NMR, MRJ). Koncepcja spektrometrii Paramagnetycznego Rezonansu Elektronowego (EPR, ESR), widma wolnych rodników i układów z niesparowanymi spinami elektronowymi. | 6 |
| T-W-3 | Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią. Zakres mikrofalowy. Powstawanie widm rotacyjnych i informacje z nich wynikające. | 4 |
| T-W-4 | Zakres IR. Podstwowe wiadomości o powstawaniu widm oscylacyjnych i oscylacyjno-rotacyjnych; sposoby przygotowania próbek; materiały stosowane w spektrofotometrii IR. Techniki absorpcyjne transmisyjne i osłabionego całkowitego wewnętrznego odbicia (ATR); informacje strukturalne dostepne z widm IR. Reguły wyboru, widma absorpcyjne IR i rozproszeniowe Ramana, przyczyny komplementarności IR/Raman. | 4 |
| T-W-5 | Równanie Schroedingera, przyczyny absorpcji w obszarze wzbudzeń elektronowych. Widma absorpcyjne UV-vis, siła oscylatora, wymiarowanie osi widm, prawo Labmberta-Beera i odstepstwa od niego (stęzeniowe, cienkowarstwowe, wywołane natężeniem promieniowania próbkujacego). Chromogeny molekularne w przykładach ich występowania. Cechy chromogenów; chromogeny cyjaninowe i merocyjaninowe. Zaburzenia wyników wpływem rozpuszczalnika. Efekty solwatochromowe. Solwatochromia w układach jedno, dwu i wiecej solwentowych. | 4 |
| T-W-6 | Turbidymetria a nefelometria. Wykorzystanie spektrofotometru UV-vis w turbidymetrii. Przykłady zastosowań. | 2 |
| T-W-7 | Analiza UV-vis i IR wieloskładnikowych mieszanin analitów absorbującyh promieniowanie w obszarze IR lub UV-vis - metoda korelacji widmowych. Zastosowanie solwatochromii w analityce bezbarnych ciekłych układów wieloskładnikowych - metoda powierzchni kalibracyjnych. | 4 |
| T-W-8 | Spektrometria absorpcyjna atomowa (ASA, AAS) - oznaczalnośc pierwiastków, przygotowanie próbek, metody mineralizacji. Program temperaturowy w atomizerze elektrotermicznym (ETA). Spektrometria emisyjna cząsteczkowa - fluorescencja i fosforescencja. Atomowa spektrometria emisyjna z plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP AES). Czułośc, wady i zalety | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 45 |
| A-L-2 | przygotowanie się do wejsciówki | 6 |
| A-L-3 | czytanie wskazanej literatury | 10 |
| A-L-4 | konsultacje | 2 |
| 63 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział w wykładach, z możliwością zadawania pytań (wykład interaktywny) | 30 |
| A-W-2 | przygotowanie się do kolokwium | 8 |
| 38 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny interaktywny, połączony z prezentacją multimedialną |
| M-2 | Cwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: wykład - zaliczenie końcowe z oceną |
| S-2 | Ocena formująca: laboratorium - z cząstkowymi ocenami sprawozdań |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_D01-15_W01 Ma wiedzę na temat wykorzystania promieniowania elektromagnetycznego, w tym światła, do ustalania struktur i stężeń zwiazków chemicznych, nabywa i utrwala wiedzę na temat procesu analitycznego. | KCh_1A_W03 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-6, T-W-5 | M-1 | S-1 |
| KCh_1A_D01-15_W02 Poznaje podstawowe metody analizy instrumentalnej służące monitorowaniu środowiska i wspomagające procesy technologiczne. | KCh_1A_W05, KCh_1A_W02 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-5, T-W-4 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_D01-15_U01 Ma umiejętność wyboru spektrometrycznych metod analtycznych adekwatnych do problemu. | KCh_1A_U01, KCh_1A_U02 | — | — | C-3 | T-L-4, T-W-1 | M-2 | S-2 |
| KCh_1A_D01-15_U02 Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru. | KCh_1A_U02 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-2 | S-2 |
| KCh_1A_D01-15_U03 Potrafi wykonać pomiar i zinterpretować jego wynik. | KCh_1A_U02, KCh_1A_U15, KCh_1A_U05 | — | — | C-3 | T-L-1, T-L-4, T-W-2 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_D01-15_K01 Potrafi zidentyfikowac zagrożenia cywilizacyjne i ocenic ich siłę, doskonale rozumie potrzebę zrównoważonego rozwoju | KCh_1A_K03, KCh_1A_K04 | — | — | C-5 | T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-6, T-W-5 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
| KCh_1A_D01-15_K02 Grupowe cwiczenia laboratoryjne kształtują nawyk współdziałania i tolerancji społecznej | KCh_1A_K03 | — | — | C-4 | T-L-4 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_D01-15_W01 Ma wiedzę na temat wykorzystania promieniowania elektromagnetycznego, w tym światła, do ustalania struktur i stężeń zwiazków chemicznych, nabywa i utrwala wiedzę na temat procesu analitycznego. | 2,0 | Student nie posiada wiedzy na poziomie podstawowym i uzyskał poniżej 55% punktów z zaliczenia pisemnego. |
| 3,0 | Student posiada wiedzę na poziomie podstawowym i uzyskał pomiędzy 55% a 64% punktów z zaliczenia pisemnego. | |
| 3,5 | Student posiada wiedzę na poziomie dostatecznym i uzyskał pomiędzy 64% a 71% punktów z zaliczenia pisemnego. | |
| 4,0 | Student posiada wiedzę na poziomie dobrym i uzyskał pomiędzy 71% a 80% punktów z zaliczenia pisemnego. | |
| 4,5 | Student posiada wiedzę na poziomie ponad dobrym i uzyskał pomiędzy 80% a 89% punktów z zaliczenia pisemnego. | |
| 5,0 | Student posiada wiedzę na poziomie bardzo dobrym i uzyskał pomiędzy 89% a 100% punktów z zaliczenia pisemnego. | |
| KCh_1A_D01-15_W02 Poznaje podstawowe metody analizy instrumentalnej służące monitorowaniu środowiska i wspomagające procesy technologiczne. | 2,0 | Nie umie wykonać typowych pomiarów i interpretować uzyskanych wyników w stopniu podstawowym. |
| 3,0 | Umie wykonać typowe pomiary i interpretować uzyskane wyniki w stopniu podstawowym. | |
| 3,5 | Umie wykonać typowe pomiary i interpretować uzyskane wyniki w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Umie wykonać typowe pomiary i interpretować uzyskane wyniki w stopniu dobrym. | |
| 4,5 | Umie wykonać typowe pomiary i interpretować uzyskane wyniki w stopniu ponad dobrym. | |
| 5,0 | Umie wykonać typowe pomiary i interpretować uzyskane wyniki w stopniu bardzo dobrym. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_D01-15_U01 Ma umiejętność wyboru spektrometrycznych metod analtycznych adekwatnych do problemu. | 2,0 | Nie umie zaplanować procesu analitycznego i wykonać prostych pomiarów w stopniu podstawowym. |
| 3,0 | Umie zaplanować proces analityczny i wykonać proste pomiary w stopniu podstawowym. | |
| 3,5 | Umie zaplanować proces analityczny i wykonać proste pomiary w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Umie zaplanować proces analityczny i wykonać proste pomiary w stopniu dobrym. | |
| 4,5 | Umie zaplanować proces analityczny i wykonać proste pomiary w stopniu ponad dobrym. | |
| 5,0 | Umie zaplanować proces analityczny i wykonać proste pomiary w stopniu bardzo dobrym. | |
| KCh_1A_D01-15_U02 Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru. | 2,0 | Nie potrafi pobrać i przygotować próbki do pomiaru w stopniu podstawowym. |
| 3,0 | Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru w stopniu podstawowym. | |
| 3,5 | Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru w stopniu dobrym. | |
| 4,5 | Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru w stopniu ponad dobrym. | |
| 5,0 | Potrafi pobrać i przygotować próbkę do pomiaru w stopniu bardzo dobrym. | |
| KCh_1A_D01-15_U03 Potrafi wykonać pomiar i zinterpretować jego wynik. | 2,0 | Nie potrafi wykonać podstawowego pomiaru i zinterpretować jego wyniku w stopniu podstawowym. |
| 3,0 | Potrafi wykonać podstawowy pomiar i zinterpretować jego wynik w stopniu podstawowym. | |
| 3,5 | Potrafi wykonać podstawowy pomiar i zinterpretować jego wynik w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Potrafi wykonać podstawowy pomiar i zinterpretować jego wynik w stopniu dobrym.. | |
| 4,5 | Potrafi wykonać podstawowy pomiar i zinterpretować jego wynik w stopniu ponad dobrym. | |
| 5,0 | Potrafi wykonać podstawowy pomiar i zinterpretować jego wynik w stopniu bardzo dobrym. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_D01-15_K01 Potrafi zidentyfikowac zagrożenia cywilizacyjne i ocenic ich siłę, doskonale rozumie potrzebę zrównoważonego rozwoju | 2,0 | Nie potrafi identyfikować zagrożeń i proponować metody ich oceny. |
| 3,0 | Potrafi identyfikować zagrożenia i proponować metody ich oceny w stopniu podstawowym. | |
| 3,5 | Potrafi identyfikować zagrożenia i proponować metody ich oceny w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Potrafi identyfikować zagrożenia i proponować metody ich oceny w stopniu dobrym. | |
| 4,5 | Potrafi identyfikować zagrożenia i proponować metody ich oceny w stopniu ponad dobrym.. | |
| 5,0 | Potrafi identyfikować zagrożenia i proponować metody ich oceny w stopniu bardzo dobrym. | |
| KCh_1A_D01-15_K02 Grupowe cwiczenia laboratoryjne kształtują nawyk współdziałania i tolerancji społecznej | 2,0 | Nie potrafi pracować w grupie. |
| 3,0 | Potrafi pracować w grupie w stopniu podstawowym. | |
| 3,5 | Potrafi pracować w grupie w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Potrafi pracować w grupie w stopniu dobrym. | |
| 4,5 | Potrafi pracować w grupie w stopniu ponad dobrym. | |
| 5,0 | Potrafi pracować w grupie w stopniu bardzo dobrym. |
Literatura podstawowa
- W. Zieliński, A. Rajca, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji zwiazków organicznych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1995
- W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa
- A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa
Literatura dodatkowa
- L.A. Kazicyna, N.B. Kupletska, Metody spektroskopowe wyznaczania struktury zwiazków organicznych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1974
- J.A. Soroka, K.B. Soroka, Solvatochromism of dyes. Part I. Derivatives of the 7H-indolo[1,2-a]quinolinium cation. A new model of solvatochromism., Journal of Organic Physical Chemistry, 4, 592-604, EU, 1991
- K.B. Soroka, J.A. Soroka, Solvatochromism of Dyes. Part III. Solvatochromism od Merocyanines in Some Binary Mixtures of Solvents. SA-SAB-SB a New Model of Solvatochromism, Journal of Physical Organic Chemistry, UE, 1997
- J.A. Soroka, K.B. Soroka, Spectral Correlations Methods in Analysis of Multicomponent Mixtures. Part I. Determination of Hydrocarbons Using IR nad UV Spectra, Chemia Analityczna, 47(1), 49-63, Polska, 2002
- J.A. Soroka, K.B. Soroka, Calibration Surfaces in Analysis of Ternary Mixtures, Chemia Analityczna, 47(1), 95-112, Polska, 2002
- E.K. Wróblewska, J.A. Soroka, K.B. Soroka, Solwatochromia i barwniki solwatochromowe, Wiadomości Chemiczne, 56, 113-150, Polska, 2002