Šifra predmeta:
353H2		 Naziv predmeta:
Statistika i kontrola kvaliteta u analitičkoj hemiji

Školska godina:

2023/2024.

Uslovi pohađanja:

Nema uslova

ESPB:

9

Vrsta studija:

master akademske studije, integrisane osnovne i master akademske studije

Studijski programi:

Nastava hemije: 5. godina, zimski semestar, izborni (E5AP2), naučno-stručni predmet

Hemija: 1. godina, zimski semestar, izborni (E53H2), stručno-aplikativni predmet

Hemija životne sredine: 1. godina, zimski semestar, izborni (E52S2), stručno-aplikativni predmet

Nastavnik:

dr Filip Lj. Andrić
vanredni profesor, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

Saradnici:

—

Fond časova:

Nedeljno: četiri časa predavanja + dva časa teorijskih vežbi + tri časa laboratorijskih vežbi (4+2+3)

Ciljevi:

Cilj predmeta je da upozna studente sa praktičnom primenom statistike u analitičkoj hemiji i pripremi ih za budući rad u akreditovanim analitičkim laboratorijama i laboratorijama za kontrolu kvaliteta. Uzimajući u obzir značaj statističkih tehnika u analitičkoj hemiji i zahtevima akreditacije počev od uzrokovanja, merenja, poređenja različitih analitičkih metoda, preko njihove validacije i verifikacije, sve do interne i eksterne kontrole kvaliteta i dobre laboratorijske prakse, cilj kursa je da na jednostavan, jasan i intuitivan način predstavi studentima odabrane elemente statistike i njihovu praktičnu primenu u različitim segmentima analitičkog procesa.

Ishod:

Nakon kursa, student bi trebalo da prepoznaje i ispravno koristi odabrane statističke tehnike i postupke u različitim fazama hemijske analize, te da koristi savremene softverske pakete za statističku obradu rezultata i bude upoznat sa savremenim tokovima kontrole i politike osiguranja kvaliteta u analitičkim laboratorijama.

Oblici nastave:

Predavanja, teorijske vežbe, laboratorijske vežbe, kolokvijumi, seminarski radovi.

Vannastavne aktivnosti:

—

Literatura:

Osnovna literatura:

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

Pomoćna literatura:

  • Naučna i stručna literatura iz oblasti analitičke hemije i hemometrije.

Dodatni materijal:

—

  Nastavne obaveze i način ocenjivanja

Predavanja:

10 poena (4 časa nedeljno)

Program rada:

1. UVOD
Analitička hemija. Merenja u analitičkoj hemiji. Identifikacija i kvantitativno određivanje koncentracije analita. Predmet i zadatak statistike i njeno mesto u analitičkoj hemiji.

2. O TEORIJI VEROVATNOĆE
Pojam elementarnih i složenih slučajnih događaja. Tipovi obeležja u analitičkoj hemiji - diskretna i kontinualna slučajna promenljiva. Verovatnoća. Raspodela i gustina raspodele verovatnoće. Osnovne raspodele verovatnoće u analitičkoj hemiji (Gausova, log-normalna, Studentova t-raspodela, Fišerova F-raspodela, Hi-kvadrat raspodela).

3. STATISTIKA PONOVLjENIH MERENjA
Populacija i statistički uzorak, elementi deskriptivne statistike, njihovo izračunavanje i grafičko prikazivanje (mere centralne tendencije i mere rasipanja). Centralna granična teorema.

4. GREŠKE MERENjA I MERNA NESIGURNOST
Pojam tačnosti, preciznosti i istinitosti. Greške merenja (grube, slučajne i sistematske). Merna nesigurnost. Merna nesigurnost izvedenih rezultata. Zaokruživanje brojeva i ispravno prikazivanje rezultata merenja.

5. PARAMETRIJSKI TESTOVI ZNAČAJNOSTI - I DEO
Pojam statističkog testiranja, nulta i alternativna hipoteza. Poverenje i statistička značajnost. Snaga, konzervativnost i osetljivost statističkog testa. Utvrđivanje prisustva spoljašnjih vrednosti i grubih grešaka pri hemijskoj analizi. Poređenje elemenata preciznosti i tačnosti analitičkih metoda.

6. PARAMETRIJSKI TESTOVI ZNAČAJNOSTI - II DEO (ANALIZA VARIJANSE)
Jednofaktorska i dvofaktorska analiza varijanse sa i bez ponovljenih merenja. A priori i post hoc testovi značajnosti (Fišerov LSD, Tukijev HSD, Šefeov test). Značajnost faktora od uticaja na analitički proces i interakcija među njima. Provera homogenosti uzorka primenom analize varijanse i konstrukcija optimalne strategije uzrokovanja.

7. IZBOR IZ NEPARAMETRIJSKIH TESTOVA ZNAČAJNOSTI
Odlike neparametrijskih testova. Provera tačnosti, preciznosti, poređenje analitičkih metoda i provera prisustva trenda u analitičkim merenjima primenom baterije neparametrijskih testova (test predznaka, test predznaka i ranga, test homogenog niza, Men-Vitni U-test, Kruskal-Valisova i Fridmanova analiza varijanse).

8. KALIBRACIJA - I DEO (KORELACIJA I LINEARNA REGRESIJA)
Pojam korelacije. Linerana regresija i statistički parametri kvaliteta regresionog modela. Limit detekcije i kvantifikacije. Određivanje nepoznate koncentracije i njene greške. Metod standardnog dodatka. Poređenje dve analitičke metode lineranom regresijom.

9. KALIBRACIJA - II DEO (NELINEARNA REGRESIJA)
Nelinearna regresija, parametri kvaliteta regresionog modela, koeficijent determinacije, prilagođeni koeficijent determinacije.

10. KONTROLA KVALITETA I DOBRA LABORATORIJSKA PRAKSA
Faze analitičkog postupka, uzorkovanje i formiranje reprezentativnog uzorka, osnovni principi dobre laboratorijske prakse, program garancije kvaliteta, parametri validacije i verfiikacije analitičkih metoda, interne i eksterne metode kontrole kvaliteta (kontrolne karte, međulaboratorijska ispitivanja, kolaborativne studije).

Teorijske vežbe:

10 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

  1. Uvod u rad u statističkim softverskim paketima.
  2. Izračunavanje parametara deskriptivne statistike. Procena grešaka merenja i merne nesigurnosti. Značajne cifre, prikazivanje rezultata merenja.
  3. Upoznavanje sa osnovnim karakteristikama binomne, normalne, i studentove raspodele.
  4. Provera tačnosti rezultata merenja primenom parametrijskih testova značajnosti. Provera preciznosti analitičkih metoda. Detekcija grubih grešaka i nestandardnih opservacija.
  5. Poređenje rezultata merenja više laboratorija, analitičara ili analitičkih metoda primenom analize varijanse.
  6. Ispitivanje uticaja različitih faktora na rezultate hemijske analize (dvofaktorska analiza varijanse).
  7. Provera tačnosti, preciznosti, poređenje analitičkih metoda i provera prisustva trenda u analitičkim merenjima primenom baterije neparametrijskih testova.
  8. Kalibracija i konstrukcija linearnog regresionog modela primenom metode najmanjih kvadrata. Određivanje nepoznate koncentracije i njene greške. Poređenje analitičkih metoda linearnom regresijom. Metod standardnog dodatka.
  9. Krivolinijska regresija - odabir optimalnog modela.
  10. Izračunavanje odabranih parametara validaicje i verifikacije analitičkih metoda (linearnost, tačnost, repetabilnost, unutar-laboratorijska reproducibilnost, reproducibilnost, granica detekcije i kvantifikacije instrumenata i metoda).
  11. Elementi kontrole i osiguranja kvaliteta (kontrolne karte za srednje vrednosti i opsege, karte kumulativnih suma, procena merne nesigurnosti, kolaborativne studije i međulaboratorijski testovi uspešnosti).

Laboratorijske vežbe:

10 poena (3 časa nedeljno)

Program rada:

Laboratorijske i teorijske vežbe prate plan i program predavanja, a student kroz primenu softverskih paketa stiče praktične veštine za statističku obradu i prikazivanje rezulatata merenja u analitičkoj hemiji.

Seminarski radovi:

20 poena

Pismeni ispit:

50 poena