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Academic Year/course: 2023/24

540 - Master's in Industrial Chemistry

60650 - Metrology in the Chemistry Laboratory


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60650 - Metrology in the Chemistry Laboratory
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
540 - Master's in Industrial Chemistry
ECTS:
3.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The subject aims to provide a practical view of the measurement processes in chemistry, based on the understanding of the basic principles of measurement quality. It is structured in an introductory unit where the basic metrological concepts are defined and marked (traceability, accuracy and precision), a second unit on the measurement and propagation of uncertainties and statistically based decision making, a third one on the calculation of uncertainties in chemical measurement processes (mass, volume, general analytical methods), and a last one in which calibration and validation of methods are presented. The content is quite important for any task performed with quality control and measurement. 

This subject is essential for statistically based decision making and for acquiring the necessary information on chemical systems. From this point of view, it contributes to SDG 2 (food security, nutrition, sustainable agriculture), 3 (healthy living), 8 (sustained economic growth), 9 (innovation) and 13 (taking action on climate change).

2. Learning results

Upon completion of this subject, the student will be able to:

Know the nature of the essential concepts of quality of measurement systems (traceability, accuracy and uncertainty) of a chemical nature and interpret them in the context of industrial or environmental problem solving.

Know and apply the different tests necessary to assess the quality of the results of measurement processes.

Analyse, step by step, the measurement processes in chemistry, determining the contribution to the uncertainty and accuracy of the result of each methodological step.

Calibrate and diagnose the condition of balances, volumetric equipment and other simple measuring systems. 

Design, implement and assess the most appropriate calibration system.

Design a system for the validation and quality control of the measurement system´s  results that is consistent with the quality requirements of the information needed.

Make decisions based on inferential statistics according to the data obtained and to their quality characteristics.

3. Syllabus

1. Fundamental concepts of chemical metrology: techniques, methods, measurement systems and traceability.

2. Statistical basis for uncertainty estimation.

3. Propagation and combination of uncertainties.

4. Significance tests.

5. Accuracy and uncertainty in mass measurement.

6. Accuracy and uncertainty in the measurement of volumes.

7. Bottom up" calculation of the uncertainty of analytical results according to Eurachem.

8. Linear calibration of analytical methods

9. Validation and quality control of analytical systems.

4. Academic activities

The student´s learning is based fundamentally on the solving of problems and cases, but there must also be theory sessions that help the student understand and solve them. The subject is therefore arranged as follows:

    1.- 15h of participative lectures (1,5 ECTS).

    2.- 15h of problem/case classes. Both numerical problems and practical cases will be presented and solved (1.5 ECTS).

5. Assessment system

The student must demonstrate achievement of the intended learning results through the following assessment activities:

Progressive assessment of the learning process through the solving of problems, case studies and test questions distributed throughout the teaching period -typically one deliverable every 2 weeks- (grade 1).

Optionally, a practical written test may be taken during the official exams call corresponding to the global assessment periods (grade 2). This test will consist of the solving of numerical case studies similar to those used in the continuous assessment.

The final grade may be obtained according to the following criteria:

i) Considering progressive assessment:

Final grade= grade 1

ii) Considering only the test grades of the global assessment periods:

Final grade= grade2 

To pass, the grade must be equal to or higher than 5. 


Curso Académico: 2023/24

540 - Máster Universitario en Química Industrial

60650 - Metrología química en el laboratorio


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60650 - Metrología química en el laboratorio
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
540 - Máster Universitario en Química Industrial
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

La asignatura busca proporcionar una visión práctica de los procesos de medición en química, basada en la comprensión de los principios básicos de la calidad de las medidas. Se estructura en un tema introductorio en el que se definen y delimitan los conceptos metrológicos básicos (trazabilidad, exactitud y precisión), una segunda unidad acerca de la medición y propagación de incertidumbres y con la toma de decisiones con base estadística; una tercera en la que se muestra el cálculo de incertidumbres en los procesos de medida química (masa, volumen, métodos analíticos generales), y una última en la que se presentan la calibración y validación de métodos. El contenido es esencial para cualquier tarea realizada con el control de calidad y la medición. 

Esta asignatura es esencial para la toma de decisiones con base estadística y para la adquisición de la información necesaria de los sistemas químicos. Desde este punto de vista contribuye al ODS 2 (seguridad alimentaria, nutrición, agricultura sostenible), 3 (vida saludable), 8 (crecimiento económico sostenido), 9 (innovación) y 13 (tomar medidas frente cambio climático).

 

2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Conoce la naturaleza de los conceptos esenciales de la calidad de los sistemas de medida (trazabilidad, exactitud e incertidumbre) de naturaleza química y es capaz de interpretarlos en el contexto de la solución de problemas de tipo industrial o medioambiental

Conoce y es capaz de aplicar las distintas pruebas necesarias para evaluar la calidad de los resultados de los procesos de medición

Es capaz de analizar, etapa a etapa, los procesos de medición en química, determinando la contribución a la incertidumbre y exactitud del resultado de cada paso metodológico

Es capaz de calibrar y de diagnosticar el estado de balanzas, material volumétrico y otros sistemas de medida simples 

Es capaz de diseñar, implementar y evaluar el sistema de calibración más adecuado

Es capaz de diseñar un sistema de validación y control de la calidad de los resultados del sistema de medida consistente con los requisitos de la calidad de la información necesaria

Es capaz de tomar decisiones con base en la estadística inferencial en función de los datos obtenidos y de sus características de calidad

3. Programa de la asignatura

1. Conceptos fundamentales de metrología química: Técnicas, métodos, sistemas de medida y trazabilidad.

2. Bases estadísticas de la estimación de incertidumbres.

3. Propagación y combinación de incertidumbres.

4. Pruebas de significación.

5. Exactitud e incertidumbre en la medida de masas.

6. Exactitud e incertidumbre en la medida de volúmenes

7. Cálculo “bottom up” de la incertidumbre de resultados analíticos según Eurachem

8. Calibración lineal de métodos analíticos

9. Validación y control de calidad de sistemas analíticos

4. Actividades académicas

El aprendizaje por el estudiante está basado fundamentalmente en la resolución de problemas y casos, pero debe ir acompañado de unas sesiones de teoría que le ayuden a la comprensión y resolución de los mismos, por lo que el desarrollo de la asignatura se concreta de la siguiente forma:

    1.- 15h de clases magistrales participativas (1,5 ECTS).

    2.- 15h de clases de problemas/casos. En ellas se plantearán y resolverán tanto problemas de carácter numérico como casos prácticos (1,5 ECTS).

5. Sistema de evaluación

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

Evaluación progresiva del proceso de aprendizaje mediante la resolución de problemas, casos prácticos y cuestiones tipo test distribuidos a lo largo del periodo docente -típicamente un entregable cada 2 semanas- (nota1).

De manera optativa, realización de una prueba práctica escrita en la convocatoria de exámenes correspondiente a los periodos de evaluación global (nota2). Dicha prueba consistirá en la resolución de casos prácticos de tipo numérico similares a los empleados en la evaluación continua.

La calificación final se podrá obtener en función de los siguientes criterios:

i) Considerando la evaluación progresiva:

Calificación final= nota 1

ii) Considerando sólo las calificaciones de las pruebas de los periodos de evaluación global:

Calificación final= nota2 

Para aprobar, la calificación será igual o superior a 5.