Шифра предмета:
353H2		 Назив предмета:
Статистика и контрола квалитета у аналитичкој хемији

Школска година:

2023/2024.

Услови похађања:

Нема услова.

ЕСПБ:

9

Врста студија:

мастер академске студије, интегрисане основне и мастер академске студије

Студијски програми:

Настава хемије: 5. година, зимски семестар, изборни (E5AP2), научно-стручни предмет

Хемија: 1. година, зимски семестар, изборни (E53H2), стручно-апликативни предмет

Хемија животне средине: 1. година, зимски семестар, изборни (E52S2), стручно-апликативни предмет

Наставник:

др Филип Љ. Андрић
ванредни професор, Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд

Сарадници:

—

Фонд часова:

Недељно: четири часа предавања + два часа теоријских вежби + три часа лабораторијских вежби (4+2+3)

Циљеви:

Циљ предмета је да упозна студенте са практичном применом статистике у аналитичкој хемији и припреми их за будући рад у акредитованим аналитичким лабораторијама и лабораторијама за контролу квалитета. Узимајући у обзир значај статистичких техника у аналитичкој хемији и захтевима акредитације почев од узроковања, мерења, поређења различитих аналитичких метода, преко њихове валидације и верификације, све до интерне и екстерне контроле квалитета и добре лабораторијске праксе, циљ курса је да на једноставан, јасан и интуитиван начин представи студентима одабране елементе статистике и њихову практичну примену у различитим сегментима аналитичког процеса.

Исход:

Након курса, студент би требало да препознаје и исправно користи одабране статистичке технике и поступке у различитим фазама хемијске анализе, те да користи савремене софтверске пакете за статистичку обраду резултата и буде упознат са савременим токовима контроле и политике осигурања квалитета у аналитичким лабораторијама.

Облици наставе:

Предавања, теоријске вежбе, лабораторијске вежбе, колоквијуми, семинарски радови.

Ваннаставне активности:

—

Литература:

Основна литература:

  • James N. Miller, Jane C. Miller: Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Pearson Education, Harlow, 2000.

Помоћна литература:

  • Научна и стручна литература из области аналитичке хемије и хемометрије.

Додатни материјал:

—

  Наставне обавезе и начин оцењивања

Предавања:

10 поена (4 часа недељно)

Програм рада:

1. УВОД
Аналитичка хемија. Мерења у аналитичкој хемији. Идентификација и квантитативно одређивање концентрације аналита. Предмет и задатак статистике и њено место у аналитичкој хемији.

2. О ТЕОРИЈИ ВЕРОВАТНОЋЕ
Појам елементарних и сложених случајних догађаја. Типови обележја у аналитичкој хемији - дискретна и континуална случајна променљива. Вероватноћa. Расподела и густина расподеле вероватноће. Основне расподеле вероватноће у аналитичкој хемији (Гаусова, лог-нормална, Студентова t-расподела, Фишерова F-расподела, Хи-квадрат расподела).

3. СТАТИСТИКА ПОНОВЉЕНИХ МЕРЕЊА
Популација и статистички узорак, елементи дескриптивне статистике, њихово израчунавање и графичко приказивање (мере централне тенденције и мере расипања). Централна гранична теорема.

4. ГРЕШКЕ МЕРЕЊА И МЕРНА НЕСИГУРНОСТ
Појам тачности, прецизности и истинитости. Грешке мерења (грубе, случајне и систематске). Мерна несигурност. Mернa несигурност изведених резултата. Заокруживање бројева и исправно приказивање резултата мерења.

5. ПАРАМЕТРИЈСКИ ТЕСТОВИ ЗНАЧАЈНОСТИ - I ДЕО
Појам статистичког тестирања, нулта и алтернативна хипотеза. Поверење и статистичка значајност. Снага, конзервативност и осетљивост статистичког теста. Утврђивање присуства спољашњих вредности и грубих грешака при хемијској анализи. Поређење елемената прецизности и тачности аналитичких метода.

6. ПАРАМЕТРИЈСКИ ТЕСТОВИ ЗНАЧАЈНОСТИ - II ДЕО (АНАЛИЗА ВАРИЈАНСЕ)
Једнофакторска и двофакторска анализа варијансе са и без поновљених мерења. A priori и post hoc тестови значајности (Фишеров LSD, Тукијев HSD, Шефеов тест). Значајност фактора од утицаја на аналитички процес и интеракција међу њима. Провера хомогености узорка применом анализе варијансе и конструкција оптималне стратегије узроковања.

7. ИЗБОР ИЗ НЕПАРАМЕТРИЈСКИХ ТЕСТОВА ЗНАЧАЈНОСТИ
Одлике непараметријских тестова. Провера тачности, прецизности, поређење аналитичких метода и провера присуства тренда у аналитичким мерењима применом батерије непараметријских тестова (тест предзнака, тест предзнака и ранга, тест хомогеног низа, Мен-Витни У-тест, Крускал-Валисова и Фридманова анализа варијансе).

8. КАЛИБРАЦИЈА - I ДЕО (КОРЕЛАЦИЈА И ЛИНЕАРНА РЕГРЕСИЈА)
Појам корелације. Линерана регресија и статистички параметри квалитета регресионог модела. Лимит детекције и квантификације. Одређивање непознате концентрације и њене грешке. Метод стандардног додатка. Поређење две аналитичке методе линераном регресијом.

9. КАЛИБРАЦИЈА - II ДЕО (НЕЛИНЕАРНА РЕГРЕСИЈА)
Нелинеарна регресија, параметри квалитета регресионог модела, коефицијент детерминације, прилагођени коефицијент детерминације.

10. КОНТРОЛА КВАЛИТЕТА И ДОБРА ЛАБОРАТОРИЈСКА ПРАКСА
Фазе аналитичког поступка, узорковање и формирање репрезентативног узорка, основни принципи добре лабораторијске праксе, програм гаранције квалитета, параметри валидације и верфиикације аналитичких метода, интерне и екстерне методе контроле квалитета (контролне карте, међулабораторијска испитивања, колаборативне студије).

Теоријске вежбе:

10 поена (2 часа недељно)

Програм рада:

  1. Увод у рад у статистичким софтверским пакетима.
  2. Израчунавање параметара дескриптивне статистике. Процена грешака мерења и мерне несигурности. Значајне цифре, приказивање резултата мерења.
  3. Упознавање са основним карактеристикама биномне, нормалне, и студентове расподеле.
  4. Провера тачности резултата мерења применом параметријских тестова значајности. Провера прецизности аналитичких метода. Детекција грубих грешака и нестандардних опсервација.
  5. Поређење резултата мерења више лабораторија, аналитичара или аналитичких метода применом анализе варијансе.
  6. Испитивање утицаја различитих фактора на резултате хемијске анализе (двофакторска анализа варијансе).
  7. Провера тачности, прецизности, поређење аналитичких метода и провера присуства тренда у аналитичким мерењима применом батерије непараметријских тестова.
  8. Калибрација и конструкција линеарног регресионог модела применом методе најмањих квадрата. Одређивање непознате концентрације и њене грешке. Поређење аналитичких метода линеарном регресијом. Метод стандардног додатка.
  9. Криволинијска регресија - одабир оптималног модела.
  10. Израчунавање одабраних параметара валидаицје и верификације аналитичких метода (линеарност, тачност, репетабилност, унутар-лабораторијска репродуцибилност, репродуцибилност, граница детекције и квантификације инструмената и метода).
  11. Елементи контроле и осигурања квалитета (контролне карте за средње вредности и опсеге, карте кумулативних сума, процена мерне несигурности, колаборативне студије и међулабораторијски тестови успешности).

Лабораторијске вежбе:

10 поена (3 часа недељно)

Програм рада:

Лабораторијске и теоријске вежбе прате план и програм предавања, а студент кроз примену софтверских пакета стиче практичне вештине за статистичку обраду и приказивање резулатата мерења у аналитичкој хемији.

Семинарски радови:

20 поена

Писмени испит:

50 поена