Praktikum z analizy instrumentalnej geomateriałów 1300-OPAIG-GE
Wykłady
Główne cele prowadzonych zajęć. Algorytm geochemicznego procesu badawczego, schemat drogi analitycznej. Pobór próbek w terenie (metody szurfowa, kopertowa itd.), przechowywanie, transport, próbka pierwotna a próbka laboratoryjna, zmniejszanie i homogenizacja próbki, przygotowanie próbki do badań (różnica między rozpuszczaniem a roztwarzaniem) wskazanie na możliwe źródła błędów w procesie analitycznym.
Analiza chemiczna, podstawowe pojęcia (dokładność, precyzja itd.), specjacja analityczna.
Straty prażenia, oznaczanie wody ‘-‘ i ‘+’, rurki penfilda. Różnice pomiędzy tymi wodami zawartymi w skałach i minerałach.
Analiza miareczkowa, ługowanie rud miedzi, oznaczanie Cu i Fe.
Oznaczanie węglanów w gruntach.
Rodzaje gleb występujących w Polsce, struktura gleby, składowe gleby, poziomy glebowe. Pobór próbki gleb, przygotowanie próbki gleb do pomiaru pH w H2O i KCl, obsługa pHmetrów, rodzaje pHmetrów, inne możliwości pomiaru pH w laboratorium i terenie. Kwasowość potencjalna i aktywna.
Oznaczanie węgla organicznego metodą Turina, usuwanie materii organicznej, jakie straty mogą się z tym wiązać.
Błędy w analizie chemicznej. Źródła błędów, rodzaje i ich wpływ na wynik końcowy. Statystyka błędów i ich eliminowanie w procesie analitycznym.
Przeliczanie analiz na wzór chemiczny minerałów. Po co to robimy, jakie informacje w ten sposób uzyskujemy.
Interpretacja wyników analiz. Możliwe sposoby prezentacji wyników, zasadność wykorzystania określonych typów wykresów i wpływ ich typów na interpretację analiz.
Laboratorium
Bezpieczeństwo w laboratorium (oznakowanie odczynników i materiałów niebezpiecznych, obsługa sprzętu i aparatury). Szkło oraz naczynia laboratoryjne (typy materiałów z jakich wykonano naczynia, ich zastosowanie), typy odczynników, wody używanych w laboratorium.
Sporządzanie i mieszanie roztworów. Reguła krzyżowa, obliczenia niezbędne do przygotowania roztworów. Różnice między rozpuszczaniem a roztwarzaniem próbki, roztwarzanie próbek w różnych mediach.
Oznaczanie laboratoryjne wody ‘-‘ w próbkach laboratoryjnych, nauka obsługi wag analitycznych, precyzyjnego odważania i ważenia próbek laboratoryjnych, zapoznanie się z naczyniami wagowymi, eksykatorem itd. Straty prażenia, oznaczanie wody ‘+’, rurki penfilda.
Analiza miareczkowa, ługowanie rud miedzi, oznaczanie Cu i Fe (2-3 ćwiczenia).
Oznaczanie węglanów w gruntach dwoma wybranymi metodami.
Pobór próbki gleb, przygotowanie próbki gleb do pomiaru pH w H2O i KCl, obsługa pHmetrów. Pomiar pH gleby metodą terenową.
Oznaczanie węgla organicznego metodą Turina, usuwanie materii organicznej.
Oznaczanie zawartości krzemionki (2-3 ćwiczenia).
Interpretacja wyników wybranych danych uzyskanych w trakcie badań przy pomocy wybranego przez studenta programu. Prezentacja wizualna wyników, interpretacja.
Celem praktikum jest zapoznanie studentów z elementami metod instrumentalnych stosowanych w analizie chemicznej. Zakres prezentowanego na ćwiczeniach laboratoryjnych materiału obejmuje zestaw podstawowych metod przygotowywania próbek środowiskowych do analiz chromatograficznych i spektrofotometrycznych takich jak różne rodzaje ekstrakcji analitów z matryc, ekstrakcja ciecz-ciecz, ekstrakcja do fazy stałej, oczyszczanie analitów, zatężanie oraz derywatyzacja. Prezentowane na ćwiczeniach metody analiz jakościowych i ilościowych obejmują chromatografię gazową, chromatografię cieczową, oraz metody oparte na spektrofotometrii i spektrofluorymetrii. Podczas zajęć z przedmiotu studenci wykonują przykładowe oznaczenia wielopierścieniowych i monopierścieniowych węglowodorów aromatycznych oraz związków alifatycznych w próbkach.
Rodzaj przedmiotu
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Po ukończeniu przedmiotu student:
- umie posługiwać się sprzętem laboratoryjnym i podstawową aparaturą pomiarową,
- potrafi pobrać materiał geologiczny do badań analitycznych;
- potrafi wybrać i prawidłowo zastosować metody analityczne do rozwiązywania problemów geologicznych,
- potrafi graficznie przedstawić uzyskane dane geochemiczne oraz wykonać ich interpretację;
- potrafi przeliczyć uzyskane wyniki analiz chemicznych minerałów na wzory krystalochemiczne.
Po zakończeniu praktikum student powinien posiadać praktyczną wiedzę dotyczącą najważniejszych metod przygotowywania i oznaczania różnych próbek środowiskowych do analizy instrumentalnej. Powinien także posiadać umiejętności wykonywania oznaczeń ilościowych metodami chromatografii powszechnie stosowanymi w laboratoriach analitycznych.
KRK dla kierunku Geologia stosowana
Efekty kierunkowe w obszarze wiedzy
K_W01 – zna szczegółowo i rozumie problematykę procesów powstawania i różnicowania się skał w określonych środowiskach, zna wpływ tych procesów na kształtowanie się Ziemi
K_W03 – zna proste i zaawansowane instrumentalne metody analityczne stosowane w badaniach skał, minerałów i substancji pochodzenia organicznego, zna zalety i ograniczenia poszczególnych metod analitycznych, zna znaczenie badań empirycznych w rekonstrukcji środowisk przyrodniczych
K_W04 – zna zasady działania i możliwości analityczne określonej aparatury badawczej oraz zasady planowania badań
K_W08 – zna zasady termodynamiczne procesów geologicznych, zna wpływ ciśnienia i temperatury na powstawanie określonych faz mineralnych, zna warunki laboratoryjnego odtwarzania wybranych procesów przyrodniczych
K_W10 – zna budowę strukturalną minerałów i jej wpływ na właściwości substancji, zna obecne i przeszłe zastosowanie geomateriałów mineralnych w nauce i przemyśle
K_W18 – zna przepisy i zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w szkole wyższej
Efekty kierunkowe w obszarze umiejętności
K_U01 – umie zaplanować tok analityczny właściwy dla danego materiału badawczego i założonych celów, zinterpretować otrzymane wyniki
K_U02 – umie posługiwać się sprzętem laboratoryjnym, podstawową i zaawansowaną aparaturą badawczą
K_U05 – umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy, zinterpretować wyniki i wyciągnąć stosowne wnioski w oparciu o własne doświadczenia i najnowsze dane literaturowe
K_U07 – umie określić właściwości strukturalne i technologiczne surowców mineralnych i ich implikacje w nauce i przemyśle
K_U10 – umie zaplanować i poprowadzić badania terenowe właściwe dla danego zakresu prac geologicznych
K_U11 – umie wybrać określone techniki komputerowe do rozwiązywania zagadnień w zakresie geologii i zinterpretować uzyskane rozwiązania
K_U12 – umie przedstawić swoje wyniki badań w formie krótkiego wystąpienia ustnego i pracy pisemnej, umie odnieść się do najnowszych danych literaturowych i krytycznie zweryfikować poprawność uzyskanych przez siebie wyników
K_U14 – umie pobrać, odpowiednio przygotować i zabezpieczyć materiał badawczy
K_U16 – ma umiejętności językowe wystarczające do korzystania z anglojęzycznej literatury naukowej oraz potrafi zreferować wyniki badań przy użyciu technik multimedialnych
Efekty kierunkowe w obszarze kompetencji społecznych
K_K01 - współdziała w grupach laboratoryjnych i na kursach terenowych, tworzy własne grupy badawcze
K_K02 – umie zaplanować kolejne etapy prac w celu wykonania prezentacji, prac zaliczeniowych i sporządzenia pisemnych sprawozdań
K_K03 - realizując geologiczne zadania badawcze umie zidentyfikować problemy i zaproponować sposoby ich rozwiązania, świadomie korzysta z posiadanej wiedzy i umiejętności
K_K04 – zdobywa wiedzę i umiejętności przydatne do podjęcia pracy w zawodzie, wykazuje inicjatywę w zdobywaniu doświadczenia
K_K05 – jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo swoje i innych podczas prac laboratoryjnych, w czasie kursów terenowych i organizowanych przez siebie badań
K_K06 – rozumie potrzebę przedstawiania i wykorzystania najnowszej wiedzy geologicznej w ramach prezentacji i przy wykonywaniu prac zaliczeniowych
K_K07 – zna zasady najprostszego i najefektywniejszego osiągania zamierzonych celów przy wykonywaniu prac geologicznych
K_K08 – zna zasady ekonomicznego wykorzystania surowców mineralnych z uwzględnieniem ochrony środowiska, potrzeb nauki i gospodarki
K_K09 – zna zasady przedsiębiorczości
K_K10 - rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie, śledzenia najnowszych doniesień naukowych w swojej dziedzinie
Kryteria oceniania
Na zajęciach student oceniany jest zarówno pod kątem zaangażowania w zajęcia jak i wiedzy uzyskanej w trakcie zajęć. Na końcu przewidziane jest kolokwium sprawdzające w praktyce uzyskane umiejętności.
Praktyki zawodowe
brak
Literatura
Bielański A., 2007 – Podstawy chemii nieorganicznej, tom 1 i 2. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Cygański A., 2005 - Chemiczne metody analizy ilościowej. Wydawnictwo Naukowo –Techniczne, Warszawa.
Cygański A., Ptaszyński B., Krystek J., 2000 - Obliczenia w chemii analitycznej. Wydawnictwo Naukowo –Techniczne, Warszawa.
Holland H.D., Turekian K.K., (eds.) 2003 – Treatise on geochemistry, vol. 1-9. Elsevier, Oxfrord.
Marczak M., 1980 – Wstęp do chemicznej analizy minerałów i skał; Wydawnictwo Uniwersytet Śląski, Katowice.
Marczenko, Z. 1979 – Spektrofotometryczne oznaczanie pierwiastków. PWN, Warszawa.
Minczewski, J., Marczenko, Z. 1980 – Chemia analityczna, tom 1-3. PWN, Warszawa.
Namieśnik J., Jamrógiewicz Z., Pilarczyk M., Torres L., 2000 – Przygotowanie próbek środowiskowych do analizy. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Myślińska E., 1998 – Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Peters K.E., Moldowan J.M., 1993 – Biomarkers guide. Interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.
Pinta, M. 1977 – Absorpcyjna spektrometria atomowa. Zastosowanie w analizie chemicznej. PWN, Warszawa.
Szczepaniak W. – 2008 - Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
vanLoon G.W., Duffy S.J., Chemia środowiska. PWN 2008.
Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej. PWN 2011.
Witkiewicz Z., Chromatografia gazowa. WNT 2009.
Galus Z. (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej. PWN 2011.
Jóźwiak Z., Bartosz G. (red.), Biofizyka, wybrane zagadnienia wraz z ćwiczeniami. PWN 2012.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: