Opcije pristupačnosti Pristupačnost
Process Analytical Technology
Anketa
Na ovoj stranici trenutno nije odabrana niti jedna anketa!
Obavijesti

Dear students
the Process Analytical Technology course will begin on Monday, October 17, 2022, with a lecture from 16:00 to 19:00. The lecture will be held in lecture hall Z-1.
I think it will be easiest the first time if you come to my office at 16:00 (Faculty Building, Marulićev trg 20, the first door on the right after the gatekeeper) so that we can go to the lecture hall together.
During the lecture we will make the appointment for the laboratory practice.

Assoc. Prof. Šime Ukić

Process Analytical Technology
Šifra: 204380
ECTS: 5.0
Nositelji: prof. dr. sc. Tatjana Gazivoda Kraljević
prof. dr. sc. Šime Ukić
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Laboratorijske vježbe 15
Seminar 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
Ciljevi predmeta:
Studenti će se upoznati sa sustavima za uzorkovanje kao i senzorima/instrumentima primjenjivim u procesnim analizatorima te fizikalno-kemijskim zakonitostima na kojima su spomenuti senzori/instrumenti zasnovani. Studenti će naučiti kako pristupiti kemijskoj analizi, ukloniti moguće interferencije iz matrice, odabrati ispravnu analitičku tehniku i iz dobivenog signala ekstrahirati korisnu informaciju. Studenti će moći primijeniti spektroskopske metode (ultraljubičastu i vidljivu spektroskopiju (UV/VIS), infracrvenu spektroskopiju (FTIR, NIR i Raman)), jedno- i dvodimenzijsku nuklearnu magnetsku rezonanciju (1D i 2D 1H i 13C NMR)) i spektrometriju masa u određivanju struktura poznatih i novosintetiziranih spojeva u rješavanju kemijsko inženjerskih problema.

Opis sadržaja predmeta:
Predavanja i seminari:
1. Tjedan: Analitički sustav i analitička informacija. Kvantitativna i kvalitativna informacija. Utjecaj matrice. Mjerna pogreška. Kvaliteta podataka.
2. Tjedan: Uvod u procesnu analitiku. Definiranje procesne analitike. Razlika između procesne i laboratorijske analize.
3. Tjedan:Uzorkovanje u procesnoj analizi. Pogreške uzorkovanja. Problem heterogenosti sustava: sastav i distribucija.
4. Tjedan: Kemometrija u procesnoj analitičkoj tehnologiji. Osmišljavanje eksperimenta. Obrada signala. Analiza podataka. Regresijska analiza. Analiza glavnih sastavnica.
5. Tjedan: Kemometrija u procesnoj analitičkoj tehnologiji. Validacija i mjerna nesigurnost. Optimizacija i upravljanje procesom. Umjetna inteligencija.
6. Tjedan: Monitoring procesa industrijske proizvodnje.
7. Tjedan: Kolokvij
8. Tjedan: Ultraljubičasta - vidljiva spektroskopija (UV/VID): elektronski prijelazi, osnovni fotofizikalni procesi, apsorpcija svjetlosti (Lambert-Beerov zakon), kromofori, primjeri UV/VID spektara.
9. Tjedan: Infracrvena spektroskopija (FTIR, NIR i Raman): vibracije kovalentnih veza u molekulama (istezanje i savijanje), područje funkcionalnih skupina i područje otiska prsta, primjeri spektara.
10. Tjedan: Nuklearna magnetska rezonancija (1H i 13C NMR): fizikalna načela, spektralni parametri NMR (kemijski pomak delta, konstanta sprege spin-spin, J, relativni intenzitet signala, širina linije); Čimbenici koji utječu na kemijski pomak, Nuclear Overhauser Effect (NOE).
11. Tjedan: 1H NMR spektroskopija: Spinska sprezanja (1H -1H), multipleti (pravilo n+1), sheme cijepanja. Interpretacija spinskih sprezanja i multipleta u 1H spektrima odabranih molekula.
12. Tjedan: 13C NMR spektroskopija: tehnike rasprezanja spinova; neraspregnuti i raspregnuti spektri, APT, DEPT
13. Tjedan: Dvodimenzijska (2D) NMR spektroskopija: Homonuklearne 1H-1H (COSY, NOESY) i heteronuklearne 1H-13C (HSQC, HMQC) korelacijske metode.
14. Tjedan: Spektrometrija masa (MS): metode ionizacije, spektrometar masa visokog razlučivanja, osnovni procesi fragmentacije organskih spojeva. Sprega plinske kromatografije i spektrometrije masa (GC/MS), sprega tekućinske kromatografije i spektrometrije masa (LC/MS).
15. Tjedan: Kolokvij
Vježbe:
1. Vježba: Izrada eksperimentalnog dizajna.
2. Vježba: Analiza željeza u nepoznatom uzorku: generiranje podataka.
3. Vježba: Određivanje validacijskih parametara.
4. Vježba: Izračun mjerne nesigurnosti.
5. Vježba: Snimanje i interpretacija kvalitativnih i kvantitativnih apsorpcijskih spektara odabranih molekula.
6. Vježba: Snimanje i interpretacija IR spektara odabranih molekula.
7. Vježba: Analiza i interpretacija 1H i 13C NMR spektara odabranih molekula za potvrđivanje njihove strukture.
8. i 9. Vježba: Analiza i samostalna interpretacija 1H NMR spektara za potvrđivanje struktura odabranih molekula.
10 i 11. Vježba: Analiza i samostalna interpretacija 13C NMR spektara za potvrđivanje struktura odabranih molekula
12. Vježba: Interpretacija dvodimenzijskih NMR spektara
13. i 14. Vježba: Snimanje i analiza MS spektara odabranih molekula na temelju fragmenata. Interpretacija i prezentacija analiziranih spektara masa za odabrane molekule.

Vrste izvođenja nastave:
predavanja, seminari i radionice, mješovito e-učenje, samostalni zadaci, laboratorij

Obveze studenata:
Studenti su obavezni nazočiti predavanjima (70%), seminarima (70%) i laboratorijskim vježbama te pristupiti provjerama znanja.

Praćenje rada studenata:
Pohađanje nastave, Eksperimentalni rad, Kolokvij, Praktični rad, Pismeni ispit

Ishodi učenja na razini programa kojima predmet pridonosi:
- Povezati i primijeniti napredna znanja iz područja prirodnih i tehničkih znanosti, posebice kemijskog inženjerstva i inženjerstva okoliša u rješavanju znanstvenih, stručnih i općih društvenih problema.
- Rješavati inženjerske probleme znanstvenim pristupom povezivanjem stručnih znanja iz kemije, inženjerstva okoliša, kemijskog inženjerstva i inženjerstva materijala.
- Planirati i samostalno provoditi eksperimentalni rad u svrhu potvrđivanja postavljene hipoteze uzimajući u obzir ekonomsku i ekološku učinkovitost procesa.
- Koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju za sintezu novih proizvoda, kreiranje održivih procesa, kao i rješavanje problema onečišćenja vode, zraka i tla.
- Primijeniti različite analitičke tehnike, analitičke i numeričke metode i programske alate u kreativnom rješavanju inženjerskih problema nudeći održiva tehnološka rješenja.
- Optimirati cjelovite i održive tehnološke procese analizom i modeliranjem s ciljem postizanja minimalne količine otpadnih tvari, uz poštivanje strategije zatvorenog proizvodnog ciklusa.
- Identificirati i analizirati složenije probleme u tehnološkim procesima kemijske i srodnih industrija.
- Primijeniti alate, metode i norme za praćenje i procjenjivanje kvalitete procesa i proizvoda i njihovog utjecaja na okoliš te utvrditi potencijalne rizike u radu tehnoloških procesa i razvoja proizvoda.
- Identificirati i diskutirati prednosti, nedostatke i ograničenja pojedinih metoda pripreme, sinteze, analize i obrade uzoraka u skladu s održivim razvojem i životnim ciklusom proizvoda i procesa.
- Samostalno organizirati vremenski plan rada i primijeniti opću metodologiju projektnog planiranja i upravljanja u poslovnom okruženju
- Vrednovati tehnološke procese i proizvode sa stajališta visoke funkcionalnosti u različitim uvjetima rada i utjecaja na okoliš
- Kritički analizirati, vrednovati i interpretirati vlastite rezultate uspoređujući ih s postojećim rješenjima dostupnima u znanstvenoj i stručnoj literaturi
- Istraživati i analizirati primjenu inovativnih i nadolazećih kemijskih tehnologija u multidisciplinarnom kontekstu
- Pokazati neovisnost i pouzdanost u samostalnom radu, kao i učinkovitost, pouzdanost i prilagodljivost u timskom radu
- Prezentirati rezultate samostalnog i timskog rada u usmenom i pisanom obliku nestručnjacima i stručnjacima na jasan i razumljiv način
- Razviti radnu etiku, osobnu odgovornost i težnju za daljnjim usvajanjem novih znanja i vještina
prema normama inženjerske prakse

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (3-10 ishoda učenja):
1. Definirati temeljne principe tehnika primjenjivih u procesnim analizatorima
2. Objasniti pristup analizi promatranih procesa
3. Primijeniti različite kemometrijske alate u obradi podataka
4. Interpretirati opažanja i mjerenja
5. Razviti sposobnost sagledavanja i rješavanja kompleksnih problema koji se zbivaju u analiziranom procesu.
6. Analizirati, interpretirati i prezentirati spektre dobivene spektroskopskim metodama UV/VIS, IR, 1D i 2D 1H i 13C NMR i spektrometrijom masa poznatih organskih spojeva.
7. Objasniti čimbenike koji utječu na spektralne parametre pri analizi spektara UV/VIS, IR i 1H i 13C NMR, te
8. Odrediti i potvrditi strukture novosintetiziranih spojeva na temelju komplementarnih podataka dobivenih različitim spektroskopskim metodama i spektrometrijom masa
Ishodi učenja:
Literatura:
  1. , F. W. Fifield, P. J. Haines: Environmental analytical chemistry, , , .
  2. , R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kieml: Spectroscopic identification of organic compounds, , , .
  3. , H. Friebolin: Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy (3rd ed.), , , .
  4. , K. A. Bakeev: Process Analytical Technology (2nd ed.), , , .
  5. , D. A. Skoog. D. M. West, F. J. Holler, S. R. Crouch: Fundamentals of Analytical Chemistry (9th ed.), , , .
  6. , R. Bruckner: Advanced organic chemistry, , , .
  7. , B. D. Smith, B. Boggess, J. Zajicek: Organic Structure Elucidation, , , .
  8. , E. Pretzsch, P. Bühlmann, C. Affolter: Structure Determination of Organic Compounds, Springer, , , .
1. semestar
Obavezni predmet - Redovni studij - Chemical and Environmental Technology
Termini konzultacija:
LECTURES
Repozitorij je prazan