OBF-TA 1-,2- und 3-järig 2. Fachstufe. Themenfeld: Statistik im Labor (1)

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1 Zeitrichtwert: 8 Stunden Themenfeld: Statistik im Labor (1) Kompetenzen: Schüler können eine direkte Messung statistisch auswerten. Sie können Mittelwert, Variationskoeffizient und Vertrauensbereich berechnen und erläutern. Einführung in die Statistik für direkte Messung mit Präzision und Richtigkeit Mittelwert, Standardabweichung des Mittelwerts σ, Vertrauensbereich (x± σ), Variationskoeffizient V K, absoluter und relativer Fehler 1. Wo.: Einführung in die Statistik 2. Wo.: Rechenübungen 3. Wo.: Vertrauensbereich 4. Wo.: Vertiefung des Vertrauensbereichs, Methodenvergleiche

2 Zeitrichtwert: 3 Stunden Themenfeld: Statistik im Labor (2) Kompetenzen: Die Schüler können GC und LC-Chromatogramme graphisch auswerten. Die Schüler vermessen Chromatogramme mit einem Lineal und können Peakflächen und Massenanteile der Fraktionen bestimmen. Ferner können Sie die Trennleistung anhand der Trennstufenzahl und Trennstufenhöhe bewerten Wo.: Die Auswertung wird an realen Chromatogrammen geübt. Die Größen w%, k, n, H sind zum Teil bereits aus dem AN- und PAN-Unterricht bekannt.

3 Zeitrichtwert: 7 Stunden Themenfeld: Statistik im Labor (3) Kompetenzen: Die Schüler können eine indirekte Messung mit externer Kalibrierung statistisch auswerten. Sie können das Messergebnis berechnen, die relative Verfahrensstandardabweichung bestimmen und den Vertrauensbereich des Messergebnisses angeben. Einführung in die Kalibration Kalibrierfunktion und Geradengleichung Statistische Größen, u.a. Empfindlichkeit, Unrichtigkeit, evt. Wiederfindungsrate 6. Wo.: Die Vorgehensweise wird mit praxisbezogenen Aufgaben geübt. Einfache Aufgaben lassen sich mit Hilfe des Taschenrechners lösen. 7. Wo.: Übungen zu den Kalibriergrößen Hierbei ist der Computereinsatz ratsam. Die Schüler sollen die Messdatenauswertung mit Excel und Linreg sicher beherrschen, weil die Programme im Praktikum PAN routinemäßig verwendet werden. 8. Wo.: Übungsblatt zur Stöchiometrie: Wiederholung von Aufgabentypen aus der 1. Fachstufe.

4 Zeitrichtwert: 4 Stunden Themenfeld: Statistik im Labor (4) Kompetenzen: Schüler können die Verfahren interne Kalibration und Standardaddition erklären. Die Schüler können die statistischen Verfahren F-Test und t-test an verschiedenen Messreihen durchführen und die Ergebnisse vergleichen und bewerten. Überblick über laborgängige Kalibrierverfahren Statistische Testverfahren F-Test, t-test, evt. Ausreißertest nach Grubbs, o.ä. 11. Wo.: Interne Kalibration und Standardaddition Die S. sollen sich einen Überblick über laborgängige Kalibriermethoden verschaffen. Die Methoden werden zu einem späteren Zeitpunkt geübt. 12. Wo.: Statistische Testverfahren Hierfür kommt eine Gruppenarbeit in Frage.

5 Zeitrichtwert: 6 Stunden Themenfeld: Statistisches Rechnen, Auswertung analytischer Messungen (1) Kompetenzen: Die Schüler können Analysenverfahren durch statistische Auswertung vergleichen. Validierung von Analyseverfahren Zusammenfassung der Kalibrierverfahren: Externe Kalibration, interne Kalibration, Standardaddition 12. Wo.: Vergleiche zwischen Analyseverfahren 13.Wo.: Wiederholungsstunde zum Thema Kalibration 14. Wo.: Übungsblatt

6 Zeitrichtwert: 8 Stunden Themenfeld: Statistisches Rechnen, Auswertung chromatographischer Messungen (2) Kompetenzen: Die Schüler können Messdaten mit interner und externer Kalibrierung, sowie nach der 100%-Methode auswerten. Die Schüler können die Ergebnisse vergleichen und bewerten. Berechnungen zur Chromatographie Vergleiche zwischen 100%-Methode, externer und interner Kalibrierung Vorzüge und Nachteile der Kalibrierverfahren 15. Wo.: Die Verfahren werden an praktischen Beispielen geübt. Vorzüge und Nachteile werden an praktischen Beispielen verdeutlicht. 16. Wo.: Übungsaufgaben zur Chromatographie 17. Wo.: Übungsaufgaben zur Kalibration 18. Wo.: 2. Klausur

7 Zeitrichtwert: 6 Stunden Themenfeld: Statistisches Rechnen, Auswertung analytischer Messungen (3) Kompetenzen: Schüler können Nachweisgrenze und Bestimmungsgrenze definieren und mit der Blindwertmethode berechnen. Die Schüler können aus Sollwert und Messwert eine Wiederfindungsrate ermitteln. Die Schüler können berechnen, wie man durch Verdünnen einer Stammlösung mit Hilfe der Bürette oder dem Micropipettiersystem und Standardmesskolben Kalibrierlösungen in einem vorgegebenen Kalibrierbereich ansetzt. Nachweisgrenze und Bestimmungsgrenze werden anhand einer geeigneten Graphik diskutiert. Die Begriffe werden definiert und anhand von Beispielen interpretiert. 19. Wo.: Nachweisgrenze und Bestimmungsgrenze, charakteristische Konzentration, Bestimmung mit der Blindwertmethode 20. Wo.: Übungsblatt zur Phosphatbestimmung Berechnung von Standards für VIS-Fotometrie, AAS, ICP, o.ä. 21. Wo.: Fortsetzung

8 Zeitrichtwert: 6 Stunden Themenfeld: Statistisches Rechnen, Auswertung analytischer Messungen (4) Kompetenzen: Die Schüler können die Verfahren der analytischen Statistik an Analysenbeispielen erläutern. Wiederholung: Kalibration, analytische Statistik Wo.: Die Schüler rekapitulieren und wenden erlerntes Wissen an. Die Schüler wenden ihre Kenntnisse auf ausgewählte Beispiele an, die aus Projektarbeiten und dem Praktikum PAN stammen.

9 Zeitrichtwert: 5 Stunden Themenfeld: Rechenübungen zu den Themen Volumetrie und Potentiometrie (I) Kompetenzen: Die Schüler können ph-werte für charakteristische Punkte der Säure-Base- Titrationskurve berechnen. Die Schüler können den Gehalt des Titranden berechnen. Die Schüler können einen Puffer berechnen. Wiederholung und Anwendung von Lernzielen aus der Fachstufe 1. Aufbau und Prinzip der Glaselektrode Näherungsformeln der ph-rechnung Titrationsgrad τ, Pufferzone, Säure- und Baseexponenten, alkalimetrische und azidimetrische Titrationskurven, Ampholyte, Prinzip des Indikators, Umschlagsbereich und Indikatorexponent, Kriterien der Indikatorauswahl Volumetrische Berechnungen Wo.: Die Rechenwege werden an praxisorientierten Aufgaben geübt. Die Wirkungsweise eines Indikators lässt sich am Beispiel eines Azofarbstoffs mit sauren und basischen Resten erklären (z.b.methylorange).

10 Zeitrichtwert: 9 Stunden Themenfeld: Rechenübungen zu den Themen Volumetrie und Potentiometrie (II) Wiederholung und Anwendung von Lernzielen aus der Fachstufe 1. Kompetenzen: Die Schüler können Redox-, Fällungs- und Komplexbildungsreaktionen erklären und auswerten. z.b. Iodometrie: Aufstellen von Redoxgleichungen, Titer und Aliquotierfaktor, Gehaltsbestimmung, Wo.: Übungsaufgaben aus dem Gebiet der Volumetrie zur Wiederholung wichtiger Grundlagen (z.b. Komplexometrie, Fällungstitrationen, Redoxtitrationen) Umrechnung von Konzentrationsangaben: Massenanteil w(%), Massenkonzentration ß Stoffmengenkonzentration c Komplexometrie zur Bestimmung von Gesamthärte und Calciumhärte

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