Dyfrakcyjne metody analityczne 310-KS2-1PDW4B

Profil studiów - ogólnoakademicki
Forma studiów - stacjonarne
Rodzaj przedmiotu - fakultatywnie
Dziedzina - nauki ścisłe i przyrodnicze, dyscyplina - nauki chemiczne
Rok studiów - 2024/25/sem. I
Wymagania wstępne - brak
Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć - 30 godzin wykładu
Metody dydaktyczne - metoda podająca (wykład tradycyjny, wykład z elementami aktywizującymi studentów)
Punkty ETCS - 2
Bilans nakładu pracy studenta
Wskaźniki ilościowe:
- całkowita liczba godzin przedmiotu - 30 (ETCS -1)
Bilans pracy studenta:
- całkowity nakład pracy studenta związany z zajęciami - 50 godz. (ETCS 2);
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 32 godz. (ETCS - 1,3), w tym:
- udział w wykładach - 30 godz. (ETCS -1,2);
- udział w konsultacjach/zaliczeniach/egzaminach - 2 godz. (ETCS - 0,1).
Przygotowanie się do zajęć/zaliczeń/egzaminów (praca własna studenta) - 18 godz. (ETCS - 0,7).

W cyklu 2024:

Omówienie poszczególnych założeń wykładu.
1. Teoria dyfrakcji rentgenowskiej - definicje w tym prawo Bragga-Wulfa.
Krótko zostanie przedstawiona teoria związana z dyfrakcją rentgenowską - zostaną podane definicje co to jest promieniowanie rentgenowskie, jaki ma zakres długości fali. Następnie zostanie podane prawo Bragga-Wulfa - podstawowe prawo związne z dyfrakcją rentgenowską.
2. Metody pomiaru stosowane w dyfrakcji rentgenowskiej.
Omówione zostaną następujące metody pomiaru: metoda Lauego, metoda obracanego kryształu, metoda DSH oraz zarys dyfraktometrii proszkowej (teorie oraz przykłady analiz dyfrakcyjnych).
3. Budowa i działanie lampy rentgenowskiej.
Zaprezentowana zostanie zasada działania lampy rentgenowskiej wraz z odniesieniem się do praw fizyki i mechaniki. Omówione zostaną stosowane rodzaje anod wraz z ich zastosowaniem praktycznym.
4. Widmo ciągłe i charakterystyczne.
Scharakteryzowane zostanie powstające w lampie rentgenowskiej widmo ciągłe i charakterystyczne wraz z odniesieniem do typu anody i typu pomiaru.
5. Dyfraktometria proszkowa.
Omówione zostaną elementy dyfraktogramu - jak powstaje i co oznaczają poszczególne dane na nim widoczne. Zaprezentowane zostaną przykłady dyfraktogramów różnych substancji chemicznych.
6. Krótkie wyliczenia związane z dyfraktometrią proszkową.
Zaprezentowane zostaną przykłady obliczeń wykorzystujące dane dyfraktometryczne i prawo Baragga-Wulfa.
7. Bazy danych wykorzystywane w dyfraktometrii proszkowej.
Omówione zostaną najczęściej stosowane bazy danych dyfraktometrycznych (darmowe i komercyjne) i ich wykorzystanie w badaniach dyfraktometrycznych.
8. Filtry i monochromatory stosowane w dyfrakcji rentgenowskiej.
Krótko zostaną omówione rodzaje filtrów i monochromatorów stosowanych w dyfraktometrach rentgenowskich oraz cel ich zastosowania.
9. Interpretacja dyfraktogramów wraz z występującymi problemami.
Podane zostaną przykłady związane z problemami interpretacyjnymi uzyskanych dyfraktogramów oraz sposoby radzenia sobie z nimi.
10. Przykłady użycia metody dyfrakcji rentgenowskiej w chemicznych badaniach kryminalistycznych.
Zaprezentowane zostaną liczne przykłady zastosowania metody dyfrakcji rentgenowskiej w badaniach kryminalistycznych, w szczególności w badaniach narkotyków, dopalaczy, materiałów wybuchowych, gleb i wyrobów kamieniarskich).
11. Metoda fluorescencji rentgenowskiej.
Omówiona zostanie teoria metody fluorescencji rentgenowskiej - jak powstaje widmo, jak ono wygląda i jak należy je interpretować. Ponadto omówione zostaną różne metody pomiarów związane z fluorescencją rentgenowską - EDXRF, WDXRF itd. Omówiony zostanie także sprzęt analityczny służący do pomiarów metodą XRF. Dodatkowo omówione zostanie zagadnienie związane z promieniowaniem synchrotronowych i oraz działanie synchrotronu.

Założenia (opisowo)

1. Zapoznanie studenta z teorią dyfrakcji rentgenowskiej. 2. Zaprezentowanie przykładów wykorzystania metody w badaniach chemicznych i kryminalistycznych. 2.Zaprezentowanie prostych obliczeń na postawie danych dyfrakcyjnych. 3. Omówienie budowy i teorii działania lampy rentgenowskiej i dyfraktoktometru rentgenowskiego. 4. Zapoznanie studenta z teorią fluorescencji rentgenowskiej. 5. Zaprezentowanie przykładów badań chemicznych wspomnianą metodą.

Koordynatorzy przedmiotu

Robert Bachliński

Rodzaj przedmiotu

fakultatywne

Tryb prowadzenia przedmiotu

w sali

Efekty kształcenia

Wiedza (absolwent zna i rozumie):

P7S_WG1 - W pogłębionym stopniu wyjaśnia fakty, obiekty i zjawiska obejmujące zaawansowaną wiedzę, z zakresie chemii kryminalistycznej i sądowej, przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku;

P7S_WG4 - Wykazuje zrozumienie technik i metod niezbędnych do rozwiązania złożonych problemów, pomiarów oraz interpretacji wyników w zakresie studiowanego kierunku;

P7S_WG5 - objaśnia teoretyczne podstawy działania aparatury pomiarowej i cykl życia urządzeń, stosowanych w obrębie studiowanego kierunku oraz zna zasady bezpiecznej pracy i obsługi aparatury badawczej w stopniu pozwalającym na samodzielną pracę;

Umiejętności:

PS7_UW1 - potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim; integrować uzyskane informacje oraz dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, oraz formułować wnioski - związane z dyfrakcją oraz fluorescencją rentgenowską.

PS7UK1 - potrafi pozyskiwać informacje z literatury, także w języku angielskim; oraz komunikować się na tematy specjalistyczne z różnymi kręgami odbiorców, głównie związane z metodą XRD i XRF.

Kompetencje społeczne (absolwent jest gotów do):

P7S_KK1 - jest gotów do uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych związanych z przyswojoną dziedziną - dyfrakcyjnymi metodami analitycznymi wykorzystywanymi w badaniach kryminalistycznych poprzez czynne śledzenie i wykorzystanie publikacji naukowych z omawianej dziedziny naukowej.

P7S_KR1 - jest gotów do ciągłego dokształcania się - podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych poprzez zdobywanie dodatkowej wiedzy ukierunkowanej na dyfrakcję rentgenowską i jej praktyczne wykorzystanie w kryminalistyce.

P7S_KK2 - jest gotów do przekazywania społeczeństwu informacji o osiągnięciach nauki i innych aspektach działalności absolwenta studiowanego kierunku i potrafi przekazać takie informacje w sposób powszechnie zrozumiały, także w języku obcym poprzez publikowanie wyników badań naukowych, czynny udział w konferencjach tematycznych, seminariach i innych formach przekazywania nabytej wiedzy w ramach przyswajanego przedmiotu z dziedziny dyfrakcji rentgenowskiej i fluorescencji rentgenowskiej.

Kryteria oceniania

1. Metoda zaliczenia na ocenę: test 26 pytań zamkniętych, jednokrotnego wyboru (każda prawidłowa odpowiedź - 1 pkt) oraz 2 zadania rachunkowe związane z metodą proszkową XRD (za każde zadanie 4 pkt). Maksymalna suma punktów z zaliczenia - 34.
Kryteria oceny:
< 18 pkt - niedostateczny (niezaliczone)
18-21 pkt - dostateczny (3)
22-25 pkt - dostateczny plus (3,5)
26-29 pkt - dobry (4)
30-32 pkt - dobry plus (4,5)
33-34 pkt - bardzo dobry (5)
Możliwe jest wprowadzenie elastycznych form zaliczenia w porozumieniu wykładowca – student zgodnie z zasadami projektowania uniwersalnego, przy czym warunki takie powinny być ustalone na początku cyklu nauczania.

Literatura

1. Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska - "Podstawy krystalografii" - Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2003.
2. T. Penkala - "Zarys krystalografii" - PWN, 1983 (lub nowszy).
3. M. Ermrich, D. Opper - "XRD for the analyst. Getting acquainted with the principles" - PANalytical GmbH, 2011.
4. A. Mazurek - "Oznaczenie śladów krystalicznych zabezpieczanych w nielegalnych laboratoriach oraz składu jakościowego próbek amfetaminy metodą XRD". Problemy Kryminalistyki 2006, 252/06, 58-64.
5. R. Bachliński - "Zastosowanie metody dyfrakcji rentgenowskiej XRD do badań narkotyków syntetycznych". Problemy Kryminalistyki 2009, 266/09, 51-58.
5. A. Rafalska-Łasocha i in. - "Rentgenowska dyfraktometria proszkowa w badaniach zabytkowych obiektów. Nowe możliwości badawcze na Wydziale Chemii UJ". Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Jagiellońskiego. Opuscula Musealia z.19, 2011, 25-36.
6. S. Mackiewicz - "Dyfraktometria rentgenowska w badaniach nieniszczących - nowe normy europejskie". Materiały z Krajowej Konferencji Badań Radiograficznych Popów 2005, 1-9.
7. Dostępne strony www na temat dyfrakcji rentgenowskiej w jęż. polskim i angielskim.

W cyklu 2024:

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 310-KS2-1PDW4B w USOSweb