Pokročilé metódy chemometrie (N-mCAl-100/15)

Študenti sa oboznámia s informáciami o postavení chemometrie v klasických aj nových prírodovedných a technických odboroch, a jej nevyhnutnej potrebe pri získavaní relevantných informácii 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. Obsah predmetu je zameraný na štatistické plánovanie a optimalizáciu pokusov, analýzu rozptylu, spracovanie chemickej literatúry a využitie PC pri spracovaní chemických informácií. Po skončení predmetu  študenti budú schopní správne spracovávať a vyhodnocovať experimentálne získané dáta pomocou počítačových aplikácií.

Sylabus prednášok

1. Chemická literatúra so zameraním na analytickú chémiu, stratégia spracovania chemických informácií, primárne zdroje informácií. Druhy rešerše, spôsob uchovávania a triedenia informácií, sekundárne zdroje informácií. Reference Manager. Chemické informácie na internete, počítačové spracovanie informácií. Databázy potrebné pre analytickú chémiu, CCOD, WOS, ChemSpider a iné.
2. Základné štatistické pojmy, číselné charakteristiky a štatistické plánovanie pokusov.
3. Pravdepodobnostné rozdelenia, Medza dôkazu a medza stanovenia. Neistota analytického merania.
4. Selektivita, citlivosť. Priamka a jej aplikácie v chémii (kalibračná krivka). Linearizácia kalibračných kriviek.
5. Logaritmy - aplikácie v chémii (termodynamické rovnice, kinetické rovnice, absorpcia svetla).
6. Exponenciála – matematický popis a aplikácie v chémii (spektroskopia, kinetika, termodynamika). Hyperbola - aplikácie v chémii (interakcia analyt-receptor).
7. Aplikácie diferenciálneho a integrálneho počtu v analytickej chémii.
8. Lineárne a nelineárne fitovanie v programe Origin.
9. Nelineárne fity v programe Mathematica (komplex analyt-receptor 1:1, preferenčná solvatácia).
10. Fitovanie dát v prítomnosti šumu. Analýza časových dát, výber kroku, vyhladenie pomocou FFT.
11. Analýza rozptylu (ANOVA).
12. Optimalizácia pokusov, SIMPLEX.
13. Aplikácia štatistického plánovania, ANOVA a optimalizačných postupov pri riešení analytických problémov pomocou programov CHEMSTAT a EXCEL.

Hodnotenie predmetu

Maximálny počet 100 bodov

1. Prednáška, max. 60 bodov:
   
   • povinná záverečná písomná skúška zložená z dvoch častí (písomnej a ústnej).

2. Seminár, max. 40 bodov:
   
   • záverečný test zo seminárov (koniec semestra), max. 30 bodov
   • aktivita,
   • vypracovanie a obhájenie seminárnej práce, max. 10 bodov, 
   • neúčať na záverečnom teste seminára je študent povinný ohlásiť aspoň 1 deň dopredu (ak je to možné) resp. sa ospravedlniť najviac 5 pracovných dní po písomke (ak tomu nebránia zvláštne dôvody), inak stráca nárok na náhradný termín písania písomky,
   • záverečný test je vytvorený na základe otázok a príkladov.
     

Celkové hodnotenie predmetu

Podmienky pre absolvovanie cvičení a seminárov

Študijný poriadok Univerzity Komenského v Bratislave, Prírodovedeckej fakulty Článok 4, odsek 9

• ak študent príde na cvičenie nepripravený alebo v priebehu cvičenia sa bude chovať neadekvátne, poruší bezpečnosť pri práci a ohrozí tým svoje zdravie alebo zdravie svojich kolegov, vyučujúci ho môže vylúčiť z cvičenia bez nároku na náhradné odcvičenie úlohy
• študent musí absolvovať všetky laboratórne cvičenia,
• v prípade neúčasti študenta na cvičeniach, musí študent dokladovať dôvod svojej neúčasti, inak mu vyučujúci nemusí uznať zápočet a študent následne nebude pripustený ku skúške
• ak študent vymešká cvičenie a vyučujúci uzná jeho dôvody ako opodstatnené, docvičovanie úloh resp. získanie bodov stratených kvôli neúčasti sa bude riešiť individuálne na základe okolností a písomnej dohody medzi študentom a vyučujúcim
• študenti majú nárok na jeden náhradný termín (spravidla v 13. týždni semestra), počas ktorého si môžu docvičiť vymeškané úlohy (okrem prípadov menovaných v prvom bode)
• študent je povinný nahlásiť ešte pred absolvovaním cvičenia každú skutočnosť, ktorá by mohla ohroziť bezpečnosť a zdravie ľudí v laboratóriu alebo spôsobiť materiálne škody 
• ak študent vymešká viac ako jeden seminár bez dôveryhodného dokladovania dôvodu neúčasti, vyučujúci mu nemusí uznať zápočet a študent následne nebude pripustený ku skúške
• ak niektorý seminár alebo cvičenie odpadnú v dôsledku sviatkov alebo dekanského/rektorského voľna, body získateľné za tieto aktivity sa odpočítajú z maximálneho počtu bodov a percentuálna úspešnosť študenta sa vypočíta pomocou zníženého maximálneho počtu dosiahnuteľných bodov.

Ostatné problémy sa budú riešiť v zmysle Študijného poriadku UK v Bratislave zverejneného na webovej stránke fakulty.

Odporúčaná literatúra

• J. Labuda, P, Tarapčík, J. Garaj, M. Hutta:Terminológia v oblasti analytických chemických meraní, www.analytika.sk/skripta/terminologia.pdf
• M. Meloun, J. Militký: Statistické zpracování experimentálních dat, Academia 2004
• J. N. Miller, J. C. Miller: Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Pearson Prentice Hall, 4th ed. 2000
• M. Foltin, J. Komorník: H odnotenie a optimalizácia pokusov v analytickej chémii. UK Bratislava,1995
• K. Doerffel, K. Eckschlager: Optimální postup chemické analýzy. SNTL Praha 1985
• V. Šašková: Chemická literatúra a chemické informácie. Alfa Bratislava 1981
• www.analytika.sk

Študijný materiál a Obsluha prístroja