Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Chemia fizyczna
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MME-1-402-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Metalurgia
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Falkus Jan (jfalkus@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. nadzw. dr hab. Magdziarz Aneta (amagdzia@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Wilk Małgorzata (mwilk@agh.edu.pl)
dr inż. Kawecka-Cebula Elżbieta (kawecka@metal.agh.edu.pl)
dr inż. Miłkowska-Piszczek Katarzyna (kamilko@agh.edu.pl)
dr inż. Kargul Tomasz (tkargul@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student posiada podstawową wiedzę z zakresu termodynamiki chemicznej, elektrochemii, kinetyki chemicznej, zjawisk transportu i powierzchniowych ME1A_W04 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Zna podstawowe techniki eksperymentalne wykorzystywane w pomiarach właściwości fizykochemicznych oraz zasady BHP w pracy laboratoryjnej ME1A_W04 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U002 Potrafi przeprowadzić pomiary wybranych właściwości fizykochemicznych z uwzględnieniem zasad BHP oraz dokonać analizy uzyskanych wyników wraz z opracowaniem ich dokumentacji ME1A_U09, ME1A_U03, ME1A_U21, ME1A_U02, ME1A_U08 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi stosować prawa i zasady termodynamiki chemicznej oraz elektrochemii w prostych zadaniach rachunkowych ME1A_U07, ME1A_U09, ME1A_U22, ME1A_U15 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w zespole laboratoryjnym przyjmując w nim różne role oraz dokonywać wyboru kolejności zadań prowadzących do rozwiązania określonego problemu ME1A_K04 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student posiada podstawową wiedzę z zakresu termodynamiki chemicznej, elektrochemii, kinetyki chemicznej, zjawisk transportu i powierzchniowych + + - - - - - - - - -
M_W002 Zna podstawowe techniki eksperymentalne wykorzystywane w pomiarach właściwości fizykochemicznych oraz zasady BHP w pracy laboratoryjnej - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U002 Potrafi przeprowadzić pomiary wybranych właściwości fizykochemicznych z uwzględnieniem zasad BHP oraz dokonać analizy uzyskanych wyników wraz z opracowaniem ich dokumentacji - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi stosować prawa i zasady termodynamiki chemicznej oraz elektrochemii w prostych zadaniach rachunkowych - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w zespole laboratoryjnym przyjmując w nim różne role oraz dokonywać wyboru kolejności zadań prowadzących do rozwiązania określonego problemu - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Obejmuje wybrane pojęcia chemii fizycznej

  1. Termodynamika Chemiczna: Parametry i równanie stanu, elementy kinetycznej teorii gazów; Funkcja stanu; Praca i energia wewnętrzna, etalpia, procesy równowagowe i spontaniczne, II zasada termodynamiki; Prawdopodobieńtwo termodynamiczne a Entropia, Energia swobodna; Zmiany energii swobodnej a równowaga chemiczna; równowaga reakcji, Roztwory; potencjał chemiczny składnik; Prawa Raoulta i Henry’ego; Funkcja termodynamiczna roztworów,; Równanie Gibbsa-Duhema; Warunek równowagi faz; Reguła faz Gibbsa; Przemiany fazowe; równowaga faz w układzie jedno i wieloskładnikowym
  2. Elektrochemia: Elektrody; Reakcje elektrodowe; Równanie Nernsta; Ogniwa i ich siła elektromotoryczna; Metody pomiaru SEM; Polaryzacja elektrody; Procesy korozyjne;
  3. Zjawiska transportu: Dyfuzja, prawa Ficka, Roztwory wodne elektrolitów, przewodnictwo jonowe; ruchliwość jonów.
  4. Kinetyka reakcji chemicznych: Rząd i molekularność reakcji; Reakcje elementarne; Reakcje następcze i równoległe
  5. Zjawiska powierzchniowe: Energia powierzchniowa, adsorpcja, zwilżalność, lepkość

Ćwiczenia audytoryjne:
Obejmują rozwiązywanie zadań rachunkowych z wybranych tematów wykładów

  1. I zasada termodynamiki
    zmiana entalpii czystej substancji w funkcji temp. z uwzględnieniem przemian fazowych, obliczanie entalpii przemiany w dowolnej temperaturze, oblicznie efektu cieplnego reakcji chemicznej w temp. standardowej oraz dowolnej
  2. II i III zasada termodynamiki
    obliczanie funkcji termodynamicznych S, F, G substancji czystej w dowolnej temperaturze, kryteria odwracalności i samorzutności procesu, obliczenia potencjału termodynamicznego reakcji chemicznej w funkcji temperatury
  3. Równowaga chemiczna
    obliczanie stałej równowagi reakcji chemicznej, wyznaczanie składu równowagowego reagentów dla reakcji jedno i wielofazowych
  4. Termodynamika roztworów,
    prawo Raoulta i Henry’ego, potencjał składnika w roztworze doskonałym i rzeczywistym, funkcje termodynamiczne składników w roztworach doskonałych, regularnych i rzeczywistych równanie Gibbsa-Duhema
  5. Kinetyka reakcji chemicznych
    obliczanie stałych szybkości, rzędu reakcji oraz zmiany stężeń reagentów w reakcjach I-go i II -go rzędu, energia aktywacji
  6. Elektrochemia
    I i II prawo elektrolizy Faradaya, potencjał elektrody – wzór Nernsta, obliczanie potencjału termodynamicznego reakcji z siły elektromotorycznej ogniwa

Ćwiczenia laboratoryjne:
lista prowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych:

  1. Ćwiczenia wstępne: zapoznanie się z podstawowymi operacjami i procesami realizowanymi w laboratorium chemicznym – ważenie, sporządzanie roztworów, rozcieńczanie roztworów, pomiar pH, miareczkowanie (3 godz.)
  2. Kinetyka reakcji homogenicznych: zapoznanie się z podstawami kinetyki chemicznej, wyznaczanie stałych szybkości reakcji i energii aktywacji (2 godz.)
  3. Elektrochemia: ogniwa galwaniczne, korozja np. z depolaryzacją wodorową lub tlenową, wypieranie metalu z roztworu jego soli przez metal bardziej reaktywny (szereg napięciowy metali) (3 godz.)
  4. Badanie wpływu temperatury na lepkość cieczy (2 godz.)
  5. Napięcie powierzchniowe. Badanie napięcia powierzchniowego metodą leżącej kropli (3 godz.)
  6. Modelowanie stanów równowagi termodynamicznej z wykorzystaniem oprogramowania FactSage (2 godz.)

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 130 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 14 godz
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 14 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 4 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:
  1. Warunkiem podstawowym uzyskania zaliczenia modułu Chemia fizyczna jest:
    Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych
    Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych
    Zaliczenie egzaminu
  2. Przy zaliczeniach poszczególnych zajęć stosuje się następujące oceny:
    91 – 100%: bardzo dobry (5.0)
    81 – 90%: plus dobry (4.5)
    71 – 80%: dobry (4.0)
    61 – 70%: plus dostateczny (3.5)
    50 – 60%: ostateczny (3.0)
    poniżej 50%: niedostateczny (2.0)
  3. Ocena końcowa = 40%(ocena z egzaminu)+ 30%(ocena z zaliczenia ćwiczeń rachunkowych) + 30%(ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych)
Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura Podstawowa:

  1. E.A. Alberty, R.J. Silbey: Physical Chemistry, Wiley 1997
  2. P. Atkins: Phsical Chemistry, Freeman 1994 (Wydanie Polskie Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa)
  3. J. Sędzimir, W. Ziółkowski, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej, skrypt uczelniany AGH, Kraków 1991, wersja elektroniczna: http://www.chfie.agh.edu.pl/cf.php

Literatura Uzupełniająca:

  1. G. M. Barrow: Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1971
  2. K. Gumiński: Termodynamika, PWN, Warszawa, 1955
  3. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia Fizyczna (tom I i II), PWN, Warszawa 2005
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://www.bpp.agh.edu.pl/

Informacje dodatkowe:

Brak