Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Chemia fizyczna
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CCE-1-401-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Pasierb Paweł (ppasierb@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Dąbek Jarosław (dabek@agh.edu.pl)
dr Drożdż Ewa (edrozdz@agh.edu.pl)
prof. nadzw. dr hab. inż. Jedliński Jerzy (jedlinsk@agh.edu.pl)
dr Klich-Kafel Joanna (klikaf@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 zna podstawy kinetyki chemicznej reakcji homo- i heterogenicznych. CE1A_W01 Egzamin
M_W002 zna podstawy teorii adsorpcji i katalizy homo- i heterogenicznej ze szczególnym uwzględnieniem katalizy kontaktowej CE1A_W01 Egzamin
M_W003 zna podstawy elektrochemii i teorii ogniw chemicznych CE1A_W01 Egzamin
Umiejętności
M_U001 potrafi przeprowadzić ilościowy opis kinetyki reakcji chemicznej na podstawie otrzymanych danych CE1A_U06, CE1A_U05 Kolokwium
M_U002 potrafi wykorzystać podstawowe obliczenia elektrochemiczne do określania parametrów termodynamicznych roztworów elektrolitów CE1A_U06, CE1A_U05 Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 rozumie znaczenie wiedzy podstawowej w rozwoju technologii CE1A_K05 Aktywność na zajęciach
M_K002 rozumie wkład współczesnej chemii w postęp cywilizacyjny CE1A_K02 Udział w dyskusji
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 zna podstawy kinetyki chemicznej reakcji homo- i heterogenicznych. + - + - - + - - - - -
M_W002 zna podstawy teorii adsorpcji i katalizy homo- i heterogenicznej ze szczególnym uwzględnieniem katalizy kontaktowej + - + - - - - - - - -
M_W003 zna podstawy elektrochemii i teorii ogniw chemicznych + - + - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi przeprowadzić ilościowy opis kinetyki reakcji chemicznej na podstawie otrzymanych danych - - - - - + - - - - -
M_U002 potrafi wykorzystać podstawowe obliczenia elektrochemiczne do określania parametrów termodynamicznych roztworów elektrolitów - - + - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 rozumie znaczenie wiedzy podstawowej w rozwoju technologii + - + - - - - - - - -
M_K002 rozumie wkład współczesnej chemii w postęp cywilizacyjny + - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Podstawowe pojęcia kinetyki chemicznej. Rola badań szybkości reakcji
w technologii chemicznej.
2. Kinetyka reakcji 0, I, II i III rzędu (układy homogeniczne). Metody wyznaczania rzędu reakcji. Czas połowicznego zajścia reakcji.
3. Kinetyka reakcji równoległych i następczych. Teoria stanu stacjonarnego. Kinetyka reakcji równoległych.
4. Zależność szybkości reakcji od temperatury. Równanie Arrheniusa. Energia aktywacji.
5. Teoria zderzeń aktywnych.
6. Teoria stanu przejściowego.
7. Podstawy teorii katalizy w układach homogenicznych. Reakcje autokatalityczne.
8. Adsorpcja w układzie ciało stałe – gaz. Adsorpcja fizyczna i chemiczna. Izotermy i izobary adsorpcji. Reakcje kontaktowe. Kinetyka reakcji kontaktowych.
9. Kinetyka reakcji heterogenicznych. Dyfuzyjne i reakcyjne modele kinetyczne. Zależność szybkości reakcji heterogenicznych od temperatury.
10. Podstawy elektrochemii. Przewodnictwo elektrolitów, przewodnictwo równoważnikowe. Prawo niezależnego ruchu jonów. Ruchliwość jonów i liczby przenoszenia. Przewodnictwo równoważnikowe a ruchliwość jonów.
11. Zjawiska elektryczne na granicy faz. Potencjał międzyfazowy. Podwójna warstwa elektryczna. Potencjał elektrokinetyczny.
12. Elektrody i ogniwa. Elementy termodynamiki ogniw chemicznych. Potencjał elektrody. Siła elektromotoryczna ogniwa.
13. Rodzaje elektrod. Ogniwa chemiczne. Polaryzacja elektrod. Zastosowanie ogniw chemicznych do wyznaczania różnych wielkości fizykochemicznych.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Destylacja. Prawo Raoulta.
2. Diagram fazowy układu Sn-Pb.
3. Oznaczanie stopnia i stałej dysocjacji przy pomocy kolorymetru.
4. Adsorpcja.
5. Napięcie powierzchniowe.
6. Ogniwa galwaniczne.
7. Liczby przenoszenia jonów.
8. Ruchliwość jonów.
9. Wyznaczanie współczynników aktywności z pomiarów SEM.
10. Pomiary pH metodą potencjometryczną

Zajęcia seminaryjne:

1. Wyznaczanie rzędu reakcji homogenicznych na podstawie znajomości funkcji: stężenie substratu (produktu) – czas.
2. Dobór równania kinetycznego dla reakcji homogenicznych na podstawie różnych danych doświadczalnych. Ocena błędów wyznaczonych wartości stałych szybkości.
3. Wyznaczanie energii aktywacji reakcji homogenicznych i heterogenicznych na podstawie danych doświadczalnych. Ocena błędów wyznaczenia energii aktywacji.
4. Dobór modelu kinetycznego dla reakcji heterogenicznych na podstawie doświadczalnych zależności: stopień przereagowania – czas lub szybkość reakcji – czas. Kryteria jakości doboru modeli.
5. Obliczanie siły elektromotorycznej ogniw. Określanie kierunku zachodzenia reakcji utleniania
i redukcji na podstawie wartości siły elektromotorycznej.
6. Wyznaczanie iloczynów rozpuszczalności oraz stałych dysocjacji drogą pomiaru siły elektromotorycznej ogniw.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 207 godz
Punkty ECTS za moduł 8 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 45 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 50 godz
Przygotowanie do zajęć 50 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa = 0,2 x średnia ocena ćwiczeń + 0,3 x średnia ocena z laboratorium + 0,5 x średnia ocena egzaminu (oceny średnie, to średnie arytmetyczne ocen ze wszystkich terminów)

Wymagania wstępne i dodatkowe:

nie ma

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Sz. Chudoba, Z. Kubas, K. Pytel. Elementy chemii fizycznej Wyd. AGH (i późniejsze wydania).
2. A. Staronka. Chemia fizyczna. Wyd. AGH 1994 (i późniejsze wydania)
3. P.W Atkins, Chemia fizyczna, PWN Warszawa 2012
4. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna t.1, PWN Warszawa 2011

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

nie ma