Chemometria a metodika experimentu (N-DCAL-007)

Študenti sa oboznámia s informáciami o postavení chemometrie (štatistických metód) v klasických aj nových prírodovedných a technických odboroch, a tiež o jej nevyhnutnej potrebe pri získavaní relevantných informácií z experimentálne nameraných dát. Štatistická analýza dát zaujíma čoraz dôležitejšie postavenie nielen v analytickej chémii. Získanie relevantných informácii z nameraných dát, posúdenie kvality získaných dát a výber vhodného štatistického modelu a jeho overenie zásadným spôsobom ovplyvňuje analytický postup a voľbu použitej analytickej metódy. Študent získa informácie o základoch metrológie,  klasifikácii chýb merania, štatistickej analýze jednorozmerných a viacrozmerných dát, kalibrácii, analýze rozptylu (ANOVA). Súčasťou predmetu sú tiež výpočty vychádzajúce z bežnej laboratórnej praxe akreditovaných aj neakreditovaných pracovísk. Teoretické a výpočtové základy chemometrie sú vyučované v prednáške a na seminároch. Súčasťou predmetu je využitie počítačových metód k štatistickému spracovaniu (experimentálne nameraných) dát v počítačovom laboratóriu. Obsah predmetu je zameraný na štatistické plánovanie a optimalizáciu pokusov, analýzu rozptylu, metódy viacrozmernej kalibrácie, spracovanie rešerše z chemickej literatúry, práca s databázami a využitie PC pri spracovaní chemických informácií.

Stručná osnova predmetu

1. – 13. týždeň semestra: Základy metrológie: klasifikácia chýb merania, presnosť prístrojov, kvantilové a momentové odhady chýb, chyby analytických výsledkov, neistoty výsledkov. Postup určenia chyby inštrumentálnych meraní. Štatistické plánovanie pokusov. Interaktívna štatistická analýza jednorozmerných dát, bodové a intervalové odhady charakteristika polohy, rozptýlenia a tvaru, charakteristiky vybraných rozdelení (normálne, rovnomerné, Laplaceovo, exponenciálne, Poissonovo rozdelenie). Štatistické testovanie, testy správnosti a testy presnosti. Porovnávanie výsledkov s normou a validácia analytických postupov. Lineárne a nelineárne regresné modely, viacrozmerné lineárne regresné modely, metóda najmenších štvorcov. Kalibrácia, druhy kalibrácie, presnosť kalibrácie a kalibračná priamka, limity presnosti kalibrácie, kritická úroveň, medza detekcie a medza stanovenia, šum. ANOVA (Analýza rozptylu): jednofaktorová a dvojfaktorová ANOVA: modely s pevnými efektmi a modely s náhodnými efektmi, overenie normality chýb, overenie konštantnosti rozptylu. Optimalizácia pokusov, SIMPLEX. Aplikácia štatistického plánovania, ANOVA a optimalizačných postupov pri riešení analytických problémov. Viacrozmerné kalibračné metódy. MLR, PCR, PLS. Chemometria v procesoch vytvárania certifikovaných referenčných materiálo,. štruktúra metrologických, normotvorných, kontrolných a akreditačných organizácií a ich začlenenie do štruktúry štátu.

Hodnotenie predmetu

    Seminár – v priebehu semestra študent vypracuje a obháji seminárnu prácu za maximálne 10 bodov a bude priebežne testovaný 1 písomnou previerkou za maximálne 30 bodov. Prednáška – záverečný písomný test s maximálnym počtom bodov 60. Na ujasnenie výsledkov testu je možné požadovať ústne doskúšanie s počtom maximálne 8 bodov. Výsledná známka zahŕňa hodnotenie z písomnej skúšky, seminára a cvičenia nasledovne: (0.6 x % zo skúšky) + (0.4 x % zo seminára)= výsledné % bodov.

    Celkové hodnotenie predmetu

    92 - 100 bodov A
    84 - 91 bodov B
    76 - 83 bodov C
    68 - 75 bodov D
    60 - 67 bodov E
    0 - 59 bodov FX

    Odporúčaná literatúra

    • M. Meloun, J. Militký: Statistické zpracování experimentálních dat, Academia 2004
    • M. Meloun, J. Militký: Interaktivní statistická analýza dat,, Karolinum Praha 2012
    • M. Meloun, J. Militký: Kompendium statistického zpracování dat, Učebnice s CD, Karolinum Praha 2013
    • M. Meloun, J. Militký: Statistická analýza vícerozměrných dat v příkladech, Učebnice s CD, Academia Praha 2012
    • M. Foltin, J. Komorník: Hodnotenie a optimalizácia pokusov v analytickej chémii. UK Bratislava, 1995.

    Študijný materiál a Obsluha prístroja