Instrumentalne metode analize

Predmet se izvaja v programu:
Študijski program prve stopnje Okolje

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je pridobiti temeljno znanje iz instrumentalnih metod kemijske analize ter študente s praktičnim delom na konkretnih primerih vzorcev seznaniti z instrumenti in opremo, ki je nujno potrebna pri ugotavljanju stanja in onesnaženosti okolja ter pri sodobnih raziskavah pojavov v okolju.

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Potrebno je predhodno znanje splošne kemije, fizike ter nekaterih poglavij matematike, posebej funkcij in odvodov ter statistike.

Vsebina

h1. Vzorčenje in priprava vzorcev: rokovanje z vzorci, obdelava in hranjenje vzorcev pred analizo, metode čiščenja in predkoncentracije.
h1. Merske negotovosti, propagacija napak, standardi in referenčni materiali
h1. Spektroskopske metode:
• Absorpcijska spektrometrija (UV-Vis, NIR in IR spektrometrija, AAS, ET-AAS)
• Emisijska spektrometrija (fluorescenca, luminiscenca, XRF)
• Masna spektrometrija
h1. Elektrokemijske metode:
• Ionoselektivne in referenčne elektrode (steklena, fluoridna, kovinske, H2, kalomelova in Ag/AgCl elektroda …)
• Voltametrične metode (polarografija)
h1. Separacijske metode:
• Tekočinska kromatografija (HPLC, HPLC-MS, ionska kromatografija)
• Pliska kromatografija (GC, GC-MS)
• Elektroforeza
h1. Radioanalizne metode: spektrometrije α, β, γ; scintilacijske metode; radioizotopi in določanje starosti vzorcev, nevtronska aktivacijska analiza
h1. Biokemične metode: radioimunološki testi, biosenzorji.
h1. Kontinuirne in avtomatizirane metode
• Avtomatsko vzorčenje
• Pretočna injekcijska analiza
• Kontinuirne in semikontinuirne metode za meritve onesnaževal v atmosferi
• Instrumentacija za meritve na terenu

h1. VAJE
• Vzorčenje in določitev fizikalno-kemijskih parametrov vzorcev vode in tal,
• Spektrofotometrična določitev koncentracije kromata z DPC,
• Določitev kovin v vzorcih tal z AAS in ET-AAS
• Določitev koncentracije svinca z ionoselektivno elektrodo
• Določitev koncentracij anionov v vodi z ionsko kromatografijo,
• Določevanje neonikotinoidov z metodo HPLC
• Meritev trihalometanov z metodo plinske kromatografije z ECD in MS detection,
• Meritev Rn-222 s scintilacijskimi celicami in spektrometrijo α,
• Ugotavljanje toksičnosti organofosfatnih pesticidov z biosenzorji in pretočno injekcijsko analizo
• Semikontinuirne meritve koncentracije NO2 v atmosferi

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje
• Usposobljenost za strokoven odvzem in pripravo vzorcev za analizo
• Sposobnost obdelave in vrednotenja rezultatov analiz
• Poznavanje osnovnih kemijskih postopkov v analiznem laboratoriju
• Usposobljenost za meritve na osnovnih analitskih instrumentih (fotometri, spekrometri, kromatografi, ionoselektivne elektrode)

Temeljna literatura in viri

h1. Obvezni

  • OORT, Pouline M. van, WHITE, Iain R., AHMED, Waqar, JOHNSON, Craig, BANNARD-SMITH, Jonathan, FELTON, Timothy, BOS, Lieuwe D., GOODACRE, Royston, DARK, Paul, FOWLER, Stephen J. Detection and quantification of exhaled volatile organic compounds in mechanically ventilated patients : comparison of two sampling methods. Analyst, ISSN 1364-5528. [Online ed.], 2021, vol. 146, no. 1, str. 222-231, ilustr. https://doi.org/10.1039/C9AN01134J, doi: 10.1039/C9AN01134J.

  • BEALE, David J., JONES, Oliver A. H., KARPE, Avinash V., OH, Ding Y., WHITE, Iain R., KOUREMENOS, Konstantinos A., PALOMBO, Enzo A. Breathomics and its application for disease diagnosis : a review of analytical techniques and approaches. V: CUMERAS, Raquel (ur.). Volatile organic compound analysis in biomedical diagnosis applications. Oakville; Waretown: Apple Academic Press. cop. 2018, str. 159-194, ilustr.

  • SONDERFELD, Hannah, WHITE, Iain R., GOODAL, Iain C. A., HOPKINS, James R., LEWIS, Alastair C., KOPPMANN, Ralf, MONKS, P. S. What effect does VOC sampling time have on derived OH reactivity?. Atmospheric chemistry and physics, ISSN 1680-7316, May 2016, vol. 16, iss. 10, str. 6303-6318, ilustr., doi: 10.5194/acp-16-6303-2016.

  • CORDELL, Rebecca L., WHITE, Iain R., MONKS, Paul S. Validation of an assay for the determination of levoglucosan and associated monosaccharide anhydrides for the quantification of wood smoke in atmospheric aerosol. Analytical and bioanalytical chemistry, ISSN 1618-2642, 2014, vol. 406, no. 22, str. 5283-5292, ilustr., doi: 10.1007/s00216-014-7962-x.

  • BARBER, Shane, BLAKE, Robert S., WHITE, Iain R., MONKS, P. S., REICH, Fraser, MULLOCK, Steve, ELLIS, Andrew Michael. Increased sensitivity in proton transfer reaction mass spectrometry by incorporation of a radio frequency ion funnel. Analytical chemistry, ISSN 0003-2700. [Print ed.], 2012, vol. 84, no. 12, str. 5387-5391, ilustr., doi: 10.1021/ac300894t. [COBISS.SI-ID 5420283],

  • PRADHAN, M., LINDLEY, R. E., GRILLI, R., WHITE, Iain R., MARTIN, Damien, ORR-EWING, A. J. Trace detection of C2H2C2H2 in ambient air using continuous wave cavity ring-down spectroscopy combined with sample pre-concentration. Applied physics. B, Lasers and optics, ISSN 0946-2171. Tiskana izd., 2008, vol. 90, iss. 1, str. 1-9, ilustr., doi: 10.1007/s00340-007-2833-1.

Načini ocenjevanja

Kolokvij iz vaj (50 %), pisni izpit (25 %) in ustni izpit (25 %).

Reference nosilca

Docent za področje kemija na Univerzi v Novi Gorici

  • OORT, Pouline M. van, WHITE, Iain R., AHMED, Waqar, JOHNSON, Craig, BANNARD-SMITH, Jonathan, FELTON, Timothy, BOS, Lieuwe D., GOODACRE, Royston, DARK, Paul, FOWLER, Stephen J. Detection and quantification of exhaled volatile organic compounds in mechanically ventilated patients : comparison of two sampling methods. Analyst, ISSN 1364-5528. [Online ed.], 2021, vol. 146, no. 1, str. 222-231, ilustr. https://doi.org/10.1039/C9AN01134J, doi: 10.1039/C9AN01134J.

  • BEALE, David J., JONES, Oliver A. H., KARPE, Avinash V., OH, Ding Y., WHITE, Iain R., KOUREMENOS, Konstantinos A., PALOMBO, Enzo A. Breathomics and its application for disease diagnosis : a review of analytical techniques and approaches. V: CUMERAS, Raquel (ur.). Volatile organic compound analysis in biomedical diagnosis applications. Oakville; Waretown: Apple Academic Press. cop. 2018, str. 159-194, ilustr.

  • SONDERFELD, Hannah, WHITE, Iain R., GOODAL, Iain C. A., HOPKINS, James R., LEWIS, Alastair C., KOPPMANN, Ralf, MONKS, P. S. What effect does VOC sampling time have on derived OH reactivity?. Atmospheric chemistry and physics, ISSN 1680-7316, May 2016, vol. 16, iss. 10, str. 6303-6318, ilustr., doi: 10.5194/acp-16-6303-2016.

CORDELL, Rebecca L., WHITE, Iain R., MONKS, Paul S. Validation of an assay for the determination of levoglucosan and associated monosaccharide anhydrides for the quantification of wood smoke in atmospheric aerosol. Analytical and bioanalytical chemistry, ISSN 1618-2642, 2014, vol. 406, no. 22, str. 5283-5292, ilustr., doi: 10.1007/s00216-014-7962-x.

  • BARBER, Shane, BLAKE, Robert S., WHITE, Iain R., MONKS, P. S., REICH, Fraser, MULLOCK, Steve, ELLIS, Andrew Michael. Increased sensitivity in proton transfer reaction mass spectrometry by incorporation of a radio frequency ion funnel. Analytical chemistry, ISSN 0003-2700. [Print ed.], 2012, vol. 84, no. 12, str. 5387-5391, ilustr., doi: 10.1021/ac300894t. [COBISS.SI-ID 5420283],

  • PRADHAN, M., LINDLEY, R. E., GRILLI, R., WHITE, Iain R., MARTIN, Damien, ORR-EWING, A. J. Trace detection of C2H2C2H2 in ambient air using continuous wave cavity ring-down spectroscopy combined with sample pre-concentration. Applied physics. B, Lasers and optics, ISSN 0946-2171. Tiskana izd., 2008, vol. 90, iss. 1, str. 1-9, ilustr., doi: 10.1007/s00340-007-2833-1.