4 ECTS credits
120 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4016491ENR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend master niveau.
• Partim ‘Chromatografische analyses’
H1: Inleiding en piekverbredingstheorie
1.1 Analogie met het "bierdrinkers"-probleem
1.2. Beschrijving van een chromatografische piek
1.3 Meten van de variantie en de bijhorende plaathoogte H
1.4. Oorzaken van asymmetrische pieken
1.5. Globaal effect van meerdere piekverbredingsbronnen
1.6. Mechanismen van piekverbreding in de kolom
1.7. Verband tussen plaathoogte H en de kolomvariabelen
1.8. Minimalisatie van de plaathoogte H
1.9. Migratiesnelheden, retentiefactoren en selectiviteit
1.10. Scheidingsresolutie RS
1.11. Het algemeen elutieprobleem
H2: Overzicht van de belangrijkste vloeistofchromatografie-processen
2.1 Inleiding
2.2 Variant 1: "Omgekeerde fase"-chromatografie
2.3 Variant 2: Normale fase-chromatografie
2.4 Variant 3: Size-exclusion chromatografie: Gelpermeatie- en gelfiltratie
2.5 Variant 4: Ionenwisseling-chromatografie
2.6 Variant 5: Affiniteitschromatografie-chromatografie
2.7 Multi-LC
2.8 Dunne Laag- of papier chromatografie
H3: Instrumentatie & sample-analyse
3.1 Overzicht van een typisch HPLC-instrument
3.2 Pomp en injector
3.3 Kolom
3.4 Detectietheorie
3.5 Detectie: instrumentatie
3.6 Sample-analyse
• Partim ‘Moleculaire structuurbepaling’
Basisconcepten over de moleculaire orbitaaltheorie, delocalisatie en conjugatie, ten behoeve van UV spectroscopie.
Inleiding met algemene beginselen van de spectroscopie. Ultraviolet spectroscopie, infrarood spectroscopie en massa spectrometrie, basisprincipes, instrumentatie en praktische aspecten naar spectruminterpretatie en structuurontrafeling toe. Nucleaire Magnetische Resonantie waaronder, basisbeginselen, Fourier Transformatie NMR (FT-NMR), enkele experimentele basisaspecten van FT-NMR, praktische aspecten van waterstof-1 (proton) en koolstof-13 NMR spectroscopie en verscheidene topics in NMR ten behoeve van spectruminterpretatie.
Hiermee worden de studenten specifiek opgeleid om chemische structuur vraagstukken in de spectroscopische praktijk op te lossen.
De globale doelstelling van het OO is het aanbrengen van de essentiële begrippen nodig voor de analyse van chemische mengsels. De identificatie en structuurbepaling van de componenten uit deze mengsels worden bepaald door gebruik te maken van de meest geavanceerde spectroscopische- en scheidingstechnieken. • Partim ‘Chromatografische analyses’
Studentensyllabus (te verkrijgen bij de docent: gedesmet@vub.ac.be)
• Partim ‘Moleculaire structuurbepaling’
De basisgedachte is dat een student(e) in 3de Bachelor Wetenschappen Chemie zijn/haar basisleerstof van een opleidingsonderdeel moet kunnen instuderen uit een Engelstalig naslagwerk. Dit breidt ook zijn leervaardigheid uit naar de internationale vakliteratuur toe. Dit studiemateriaal wordt vergezeld van een duidelijke cursussyllabus die de te kennen leerstof en te verwerven vaardigheden duidelijk omschrijft.
Het volgend leerboek wordt gebruikt:
L. D. Field, S. Sternhell, J. R. Kalman
Organic Structures from Spectra
Fourth Edition
John Wiley & Sons, Ltd - 2008
ISBN 0 470 84362 4.
Gebruik van dit boek is onontbeerlijk, het vormt het voornaamste basisstudiemateriaal.
Slechts de 4de uitgave (“Fourth Edition”) is bruikbaar voor dit opleidingsonderdeel.
De hoorcolleges zelf worden gedoceerd met transparanten die op basis van dit boek zijn opgesteld.
Voor specifieke deelaspecten over moleculaire orbitaaltheorie en aanvullend over NMR wordt bovendien gebruik gemaakt van eigen opgestelde transparanten en/of power point files, die ter beschikking gesteld worden van de studenten als fotokopieën/elektronisch materiaal.
Voor het deelaspect over de moleculaire orbitaaltheorie, zijn de transparanten opgemaakt op basis van het boek:
J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers
Organic Chemistry
Oxford University Press - 2001
ISBN 0 19 850346 6.
Aankoop van dit laatste boek wordt aanbevolen maar is niet noodzakelijk voor dit opleidingsonderdeel.
• Partim ‘Chromatografische analyses’
- In staat zijn de basisprincipes en basisvergelijkingen van de chromatografie (resolutie, plaathoogte, retentiefactor, selectiviteit) af te kunnen leiden en de afhankelijkheid van de systeem parameters te kunnen aangeven en bespreken.
- Eenvoudige vraagstukken rond keuze kolomlengte, partikelgrootte, analysetijd kunnen oplossen.
- De verschillende vormen van vloeistofchromatografie (normale fase, omgekeerde fase, HILIC, SEC, GAC, ionchromatografie, affiniteitschromatografie) kunnen differentiëren en er het juiste toepassingsgebied voor kunnen geven.
- Gefundeerde keuze van optimale randapparatuur (injector, detector, pomp) kunnen maken.
- Zelfstandig eenvoudige scheidingsproblemen kunnen oplossen.
• Partim ‘Moleculaire structuurbepaling’
Dit opleidingsonderdeel heeft als hoofddoelstelling basisinzicht te verstrekken, aan studenten van het 3de jaar Bachelor in de chemie, in de voornaamste spectroscopische technieken, ultraviolet (UV) en infrarood (IR) spectroscopie, massa spectrometrie (MS), en vooral Nucleaire Magnetische Resonantie spectroscopie (NMR) die in de moderne chemie, in bijzonder de organische, gebruikt worden om moleculaire structuren van verbindingen te ontrafelen. De te verwerven eindcompetentie is dat de student(e) op basis van experimentele UV, IR, MS en NMR spectra van een organische verbinding de moleculaire structuurformule kan opstellen.
De aanpak bevoorrecht "kunnen" boven "kennen". De zuivere kennis van de spectroscopische technieken worden tot een minimum herleid, wat nodig is om alle facetten van de spectra bekomen met deze technieken voldoende te begrijpen en volledig te kunnen interpreteren. Uit de geïntegreerde en interactieve interpretatie van alle spectrale gegevens wordt de student ertoe opgeleid om zuiver praktisch chemische structuren te bepalen.
Op deze wijze wordt voldaan aan de doelstellingen van de Bacheloropleidingen Chemie en worden volgende eindcompetenties gerealiseerd:
- uit de kennis en vaardigheden verworven in de basisvakken chemie in de voorgaande bachelorjaren wordt voortgebouwd, teneinde de studenten te laten functioneren op een niveau waarmee zij recente ontwikkelingen van de chemie kunnen vatten en beheersen, mede met gebruik van het handboek dat gekoppeld is aan de cursus;
- zij worden ertoe gebracht hun inzicht en kennis toe te passen, in het opstellen en uitdiepen van chemische bewijsvoeringen die leiden tot het ontrafelen van structuren uit spectrale gegevens; de structuurvoorstellen worden steeds op alle gegevens afgetoetst tot blijkt dat de gevonden structuur strookt met álle gegevens;
- bij oefeningen maken de studenten zich een correcte balans tussen teamwerk en individueel autonoom werk eigen, met vooral oog voor de toepassingsgerichtheid en het oplossen van problemen;
- zij verwerven in de structuurchemie de leervaardigheden die vereist zijn om op master niveau autonoom de vervolgstudies van complexer structuurvraagstukken aan te vatten en tot een goed einde te brengen.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 33% van het eindcijfer
Examen Schriftelijk bepaalt 67% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:
[½ partim Chromatografische analyses, ½ partim Moleculaire structuurbepalingen]
• Partim ‘Chromatografische analyses’
1/3 theorie, 1/3 oefeningen, 1/3 labocijfer. Voor theorie ligt de nadruk natuurlijk op het kunnen afleiden van formules, en kunnen beantwoorden van denkvragen.
• Partim ‘Moleculaire structuurbepaling’
Met zware nadruk, bij examineren, op het praktisch gedeelte van het opleidingsonderdeel (zie hieronder, 2/3), wordt er met het examen naar gestreefd, overeenkomstig de doelstellingen van de Bacheloropleiding, om de studenten vooral te toetsen op hun capaciteit om structuren correct te ontrafelen, met de basisgedachte dat theoretische grondslagen in handboeken kunnen opgezocht worden, en de studenten efficiëntie moeten verwerven bij opzoeken daarin van de benodigde data om het vraagstuk op te lossen, hierbij dus de voorkeur gevend aan "kunnen" boven "kennen".
1ste ZITTIJD
THEORIE: mondeling met 2 vragen – gesloten boek.
Scoregewicht: 1/3 van de totale eindscore van het opleidingsonderdeel.
OEFENINGEN: schriftelijk met 2 vragen over structuurbepalingen met voorwaardelijk open boek.
Scoregewicht: 2/3 van de totale eindscore van het opleidingsonderdeel.
2de ZITTIJD
Identiek aan 1ste zittijd.
Er worden in geen geval officieuze deelvrijstellingen toegekend.
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de ingenieurswetenschappen: chemie en materialen: profiel procestechnologie
Master in de ingenieurswetenschappen: chemie en materialen: profiel materialen
Educatieve master in de wetenschappen en technologie: ingenieurswetenschappen (120 ECTS, Etterbeek)