Analytická chémia pre učiteľov

Študent získa úvodné informácie o analytickom procese, princípoch analytických metód a prístupoch ku riešeniu problémov identifikácie, charakterizácie a kvantifikácie chemických látok v chémii, biochémii, biológii, lekárskych vedách, environmentálnych vedách, geológii, geochémii a potravinárstve z pohľadu možností ich využitia pre vzdelávanie učiteľov základných a stredných škôl a chemické pokusníctvo. Študent by mal vedieť ovládať výpočty v analytickej chémii a riešiť modelové situácie zo spoločenskej praxe, ktoré sú diskutované v tlači a médiách.
Študent bude spoluriešiteľom ukážkových problémov z oblasti elementarizácie pokročilých poznatkov a pojmového mapovania poznatkov z analytickej chémie. Diskutované budú možnosti na pokusníctvo z metód analytickej chémie. Teoretické a výpočtové základy sú vyučované prednáške a na seminároch. Po úspešnom ukončení procesu vzdelávania študent rozumie základným princípom prebraných analytických techník, metodík a postupov využívaných na analýzu rôznorodých vzoriek. Vykonáva základné operácie v chemickom analytickom laboratóriu a robí správne rozhodnutia pri návrhu laboratórneho experimentu v oblasti vzdelávania študentov základných a stredných škôl.

Sylabus prednášok

• Predmet záujmu a východiská analytickej chémie. História analytickej chémie v kontexte vývoja spoločnosti. Definovanie pojmov analytická chémia a chemická analýza. Princípy zelenej analytickej chémie a vzdelávanie.
• Ako získavame informácie o látkovej podstate sveta okolo nás? Vedecká metóda poznávania, pozorovanie, meranie, hypotéza, teória. Metódy vedeckej práce v analytickej chémii.
• Analytický signál a jeho vlastnosti. Klasifikácia analytických signálov a šumov. • Všeobecné princípy kvality a kvantity chemických látok. Možnosti a obmedzenia meracích a detekčných analytických metód.
• Analytický postup, metóda a princíp. Stopová analýza a mikroanalýza.
• Klasifikácia analytických princípov podľa selektivity, typu a vlastností analytického signálu (vážková analýza, odmerná analýza).
• Klasifikácia analytických princípov podľa selektivity, typu a vlastností analytického signálu (optické metódy, elektroanalytické metódy).
• Klasifikácia separačných princípov a metód (separačné metódy založené na extrakcii, filtrácii, odstreďovaní, destilácii, chromatografické metódy, elektroseparačné metódy a metódy hmotnostnej spektrometrie a iné).
• Prístupy ku riešeniu problémov identifikácie, charakterizácie a kvantifikácie látok v rôznych oblastiach nášho života.

Sylabus seminárov

1. Úvodný seminár - vstupná informácia. Základné koncepcie v analytickej chémii.
2. Využitie acidobázických rovnováh v analytickej chémii (základné koncepcie acidobázických rovnováh, acidobázické titrácie)
3. Využitie zrážacích a komplexotvorných rovnováh v analytickej chémii.
4. Využitie redoxných rovnováh v analytickej chémii.(redoxný potenciál polreakcie, posúdenie priebehu redoxnej reakcie, vplyv vedľajších rovnováh na redoxné reakcie)
5. Chyby v meraných dátach. Vyjadrenie kvality výsledkov. (typy chýb v experimentálnych dátach, normálne rozdelenie, aritmetický priemer, medián a smerodajná odchýlka, lineárna regresia.
6. Elektroanalytické metódy. (analytické využitie merania elektrických potenciálov, analytické využitie elektrolytických premien látok na elektródach)
7. Optické metódy. (vlastnosti žiarenia, absopcia a emisia žiarenia molekulami a atómami, UV/Vis spektrofotometria)
8. Transportné a distribučné procesy v separačných metódach. (difúzia, migrácia a konvekčný transport, adsorbcia, rozdeľovacie rovnováhy, iónová výmena)
9. Chromatografické separačné metódy. (princíp, vyhodnocovanie signálu, výber podmienok)
10. Elektroseparačné metódy. (princíp, vyhodnocovanie signálu, výber podmienok)
11. Pedagogická prax
12. Pedagogická prax
13. Zápočtová písomka zo seminára

Hodnotenie predmetu

Maximálny počet 100 bodov

1. Prednáška, max. 60 bodov:
   
   • záverečná skúška zložená z povinnej písomnej časti a dobrovoľnej ústnej časti.

2. Seminár, max. 40 bodov:
   
   • záverečný test zo seminárov (koniec semestra)
   • aktivita a priebežné testy,
   • neúčasť 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 zo seminárov.
     

Celkové hodnotenie predmetu

Odporúčaná literatúra:

• M. Hutta, M. Masár, R. Bodor, R. Góra, R. Halko, J. Hradski, A. Vojs Staňová, Analytická chémia z pohľadu riešenia spoločenských potrieb a problémov, 2 THETA, Český Těšín, 2020.
• R. Halko, M. Hutta, Vizualizácia laboratória I (CD-ROM) 1. vyd., Bratislava OMEGA INFO, 2010.
• P. Klouda, Moderní analytické metody, 3. vyd., upravené, Nakl. P. Klouda Ostrava, 2016.
• E. Plško, Všeobecná analytická chémia, 2 THETA, Český Těšín, 2011.
• J. Sádecká, A. Purdešová, Úprava vzorky v analytickej chémii, STU v Bratislave, 2012.
• J. Labuda kol., Príručka vybraných pojmov v analytickej chémii, STU v Bratislave, 2012.
• P. Tarapčík, Elektronická zbierka príkladov a úloh z analytickej chémie, STU v Bratislave, 2006.
• Cvičenie: návody na stránke www.analytika.sk.

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,
• absolvovanie laboratórnych cvičení v sebe zahŕňa nasledujúce: prípravu na cvičenia, vykonanie experimentálnej časti cvičenia a odovzdanie protokolu z každého 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.