(in Polish) Praktikum z analizy instrumentalnej geomateriałów

Student zostaje zapoznany z wyposażeniem i technikami pracy w laboratorium chemicznym, z metodami pobierania i przygotowywania próbek minerałów i skał do analizy chemicznej, z etapami procesu analitycznego, ze sposobami separacji minerałów, ze sposobami rozkładu minerałów i skał, z aktualnie stosowanymi metodami analitycznymi w analizie minerałów i skał, metodami zatężania i rozdzielania pierwiastków, ze sposobami interpretacji wyników, metodami przeliczania wyników analiz minerałów na wzory krystalochemiczne. Na ćwiczeniach z tego przedmiotu student wykorzystuje w praktyce zdobytą na wykładzie wiedzę.

Praktikum dotyczy zagadnień związanych z przygotowywaniem próbek do analiz chromatograficznych oraz spketrofotometrycznych. Obejmuje ćwiczenia laboratoryjne pozwalające zapoznać się z podstawowymi metodami instrumentalnymi stosowanymi w laboratoriach z zakresu geochemii, analizy minerałów i skał, a także analizy skażeń środowiska przyrodniczego.

Część teoretyczna

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.

Część laboratoryjna

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.

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.

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.

K_W01 – ma wiedzę na temat procesów i czynników kształtujących Ziemię w zakresie geologii czwartorzędu, geomorfologii, stratygrafii, sedymentologii, paleontologii, geochemii, mineralogii, petrologii, geologii złóż

K_W02 – zna metody pozyskiwania i opracowywania materiałów geologicznych do celów zawodowych z wykorzystaniem technik komputerowych, poznaje metody i narzędzia do tworzenia różnorodnych modeli geologicznych w oparciu o bazy danych

K_W06 – zna nowoczesne instrumentalne metody analityczne wykorzystywane w badaniach substancji mineralnych i organicznych, zna zalety i ograniczenia poszczególnych metod , zna znaczenie badań empirycznych w rekonstrukcji środowisk przyrodniczych

K_W08 – ma wiedzę w zakresie specjalistycznych programów komputerowych, zna zasady metodyczne modelowania geologicznego, ma wiedzę w zakresie planowania badań w celach modelowych, zna zasady schematyzacji warunków geologicznych dla potrzeb modelowych

K_W09 – ma wiedzę na temat warunków geologicznych Polski w podziale regionalnym, w tym: regionalizację geologiczną Polski, piętra strukturalne, historię basenów sedymentacyjnych, obszary występowania złóż, ma wiedzę na temat budowy geologicznej wybranych regionów na świecie oraz treści seryjnych i specjalistycznych map geologicznych

K_W10 – ma wiedzę na temat doboru i wykonania specjalistycznych badań laboratoryjnych i dokumentacyjnych w badaniach różnych typów skał; ma wiedzę o procesach sedymentacyjnych, tektonicznych i diagenetycznych zachodzących w różnych typach skał

K_W11 – zna sposoby pozyskiwania i rozliczania funduszy na realizację badań;. zna regulacje prawne w zakresie poszukiwania i wydobywania kopalin oraz wykonywania prac geologicznych, unormowanych prawem geologicznym i górniczym, ustawą o ochronie i kształtowaniu środowiska, prawem wodnym i innymi aktami prawnymi, zna zasady procesu koncesyjnego oraz zasady postępowania administracyjnego w zakresie działalności geologicznej, zna skutki nieprzestrzegania zasad ochrony praw własności intelektualnej; zna metody rozwoju własnej przedsiębiorczości

K_W13 – posiada wiedzę nt. zasad planowania badań z wykorzystaniem technik i narzędzi badawczych dostępnych w jednostce a także poza nią. zna również zasady bezpieczeństwa jakie obowiązują w trakcie prac w laboratorium oraz w trakcie pobytu w terenie

K_W14 – ma pogłębioną wiedzę o powiązaniach dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów z innymi dziedzinami nauki i dyscyplinami naukowymi obszaru albo obszarów, z których został wyodrębniony studiowany kierunek studiów, pozwalającą na integrowanie perspektyw właściwych dla kilku dyscyplin naukowych

K_U02 – korzysta z zasobów internetowych danych geologicznych, potrafi dokonać ich weryfikacji, wykorzystuje do obliczeń geologicznych proste oraz zaawansowane programy komputerowe, interpretuje wyniki obliczeń w sposób opisowy lub graficzny

K_U01 – stosuje zaawansowane techniki badań laboratoryjnych, umie posługiwać się sprzętem laboratoryjnym, podstawową i zaawansowaną aparaturą badawczą

K_U03 – umie określić genezę złoża surowców mineralnych, procesy prowadzące do jego powstania i wykorzystanie określonych surowców w celach naukowych i przemysłowych

K_U04 – umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy, zinterpretować otrzymane wyniki badań i wyciągnąć stosowne wnioski w oparciu o własne doświadczenia i najnowsze dane literaturowe

K¬_U06 – potrafi zwięźle scharakteryzować warunki geologiczne poszczególnych rejonów Polski i wybranych regionów świata, umie porównać obszary Polski pod względem zasobności w złoża surowców mineralnych i skalnych, potrafi wyjaśnić genezę w nawiązaniu do historii geologicznej rozwoju danego obszaru i jego budowy geologicznej

K_U07 – umie opisać budowę wewnętrzną skały, zanalizować procesy prowadzące do jej powstania, środowisko geotektoniczne i procesy przeobrażeń, umie określić termodynamiczne warunki konieczne do powstawania określonych typów skał

K_U09 – zna i stosuje prawo geologiczne i górnicze oraz akty prawne związane z działalnością geologiczną, wykazuje umiejętność projektowania prac w celu obliczania zasobów złóż kopalin użytecznych, zna podstawy prawidłowej gospodarki surowcowej i jej aspekty ekonomiczne

K_U10 – planuje empiryczne badania terenowe (rodzaj badań, kolejność, terenowa weryfikacja wyników) i kwerendę archiwów terenowych w celu pozyskania materiałów do osiągnięcia zamierzonego efektu naukowego lub praktycznego, wybiera punkty badawcze, pobiera próbki (wody, gruntu, skały) lub okazy wg odpowiednich technik

K_U11 – ma umiejętność studiowania fachowej literatury polskiej i światowej oraz materiałów niepublikowanych, posiada umiejętności językowe na poziomie B2+, zdobyte poprzez korzystanie z anglojęzycznej literatury podczas przygotowywania się do seminariów oraz pisania pracy magisterskiej; ma umiejętność samodzielnego wyciągania wniosków i wykorzystania w pracy badawczej

K_K01 – Absolwent jest gotów do ciągłego podnoszenia swoich zawodowych kompetencji oraz znajdowania nowych technologii w celu rozwiązywania problemów badawczych poprzez zapoznawanie się z literaturą fachową i aktami prawnymi

K_K02 – współdziała w grupach tematycznych na zajęciach terenowych oraz podczas grupowych zajęć kameralnych

K_K04 – realizując geologiczne zadania badawcze umie zidentyfikować problemy i zaproponować właściwe sposoby ich rozwiązania

K_K05 – potrafi przedstawić i wyjaśnić społeczne i środowiskowe aspekty praktycznego stosowania zdobytej wiedzy i umiejętności, także w zakresie istniejącego ryzyka i możliwych zagrożeń środowiskowych

K_K07 – wykazuje odpowiedzialność za bezpieczeństwo swoje i innych podczas prac laboratoryjnych, w czasie kursów terenowych i na praktykach zawodowych

K_K09 – jest przygotowany do podjęcia pracy zawodowej związanej z wybranym kierunkiem

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.

brak