Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Chemia fizyczna
Course of study:
2019/2020
Code:
CIMT-1-302-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Godlewska Elżbieta (godlewsk@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł umożliwia zdobycie wiedzy z zakresu podstaw termodynamiki, termochemii, równowag chemicznych i fazowych, elektrochemii, kinetyki chemicznej oraz fotochemii oraz jej zastosowania w praktyce.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się w tym podnoszenia kompetencji zawodowych. IMT1A_K01 Activity during classes,
Participation in a discussion
M_K002 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w grupie i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. IMT1A_K02 Report,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 Potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami i urządzeniami umożliwiającymi pomiar podstawowych wielkości charakteryzujących materiały IMT1A_U02 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_U002 Potrafi wykorzystać metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zagadnień technicznych i opracowania wyników badań IMT1A_U02 Report,
Execution of laboratory classes
M_U003 Potrafi wykonywać obliczenia chemiczne, stosować w praktyce podstawowe prawa chemiczne, umie zaplanować i wykonać eksperyment chemiczny oraz zinterpretować jego wyniki. IMT1A_U05 Test,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U004 Potrafi wskazać najbardziej prawdopodobne drogi zachodzenia reakcji między substancjami oraz ich produkty. IMT1A_U04 Examination,
Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii fizycznej niezbędną do opisu przemian fizykochemicznych substancji i ich syntezy IMT1A_W01 Examination,
Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 Ma podstawową wiedzę pozwalającą na określenie warunków zachodzenia reakcji chemicznych, ich szybkości oraz efektów energetycznych. IMT1A_W03 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
105 45 0 30 0 0 30 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się w tym podnoszenia kompetencji zawodowych. + - - - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w grupie i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami i urządzeniami umożliwiającymi pomiar podstawowych wielkości charakteryzujących materiały - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykorzystać metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zagadnień technicznych i opracowania wyników badań - - + - - + - - - - -
M_U003 Potrafi wykonywać obliczenia chemiczne, stosować w praktyce podstawowe prawa chemiczne, umie zaplanować i wykonać eksperyment chemiczny oraz zinterpretować jego wyniki. - - + - - + - - - - -
M_U004 Potrafi wskazać najbardziej prawdopodobne drogi zachodzenia reakcji między substancjami oraz ich produkty. - - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii fizycznej niezbędną do opisu przemian fizykochemicznych substancji i ich syntezy + - - - - + - - - - -
M_W002 Ma podstawową wiedzę pozwalającą na określenie warunków zachodzenia reakcji chemicznych, ich szybkości oraz efektów energetycznych. + - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 225 h
Module ECTS credits 8 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 105 h
Preparation for classes 60 h
Realization of independently performed tasks 60 h
Module content
Lectures (45h):

Treść wykładów:
Termodynamika – podstawowe pojęcia, I zasada.
Termodynamika przemian gazowych – gazy doskonałe i rzeczywiste.
Termodynamika przemian fazowych i reakcji chemicznych. Termodynamika – II zasada – pojęcie entropii, entropia przemian gazowych, fazowych i reakcji chemicznych.
Funkcja Gibbsa – kryteria samorzutności procesów w przyrodzie – reguła faz.
Równowagi w układach jednoskładnikowych, dwuskładnikowych i wieloskładnikowych.
Typy diagramów fazowych, konstrukcja i interpretacja. Elektrochemia – podstawowe pojęcia – ogniwa chemiczne – termodynamika ogniw.
Rodzaje ogniw chemicznych i ich wykorzystanie w praktyce – przemysłowe procesy elektrolizy.
Kinetyka chemiczna.
Zjawiska powierzchniowe.
Podstawy fotochemii – oddziaływanie fal elektromagnetycznych z materią.

Laboratory classes (30h):

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych:
Oznaczanie stałej i stopnia dysocjacji metodą kolorymetryczną.
Destylacja.
Pomiar pH metodą potencjometryczną.
Diagram fazowy układu Sn-Pb.
Adsorpcja.
Ogniwa chemiczne i ruchliwość jonów.
Wyznaczenie iloczynu rozpuszczalności AgCl.
Katalityczny rozkład wody utlenionej.
Stała szybkości rozkładu jonów trójszczawianomanganowych(III).
Wyznaczenie współczynnika podziału kwasu octowego pomiędzy fazę wodną i organiczną.
Wyznaczenie stałej szybkości reakcji utleniania jonów S2O32- jonami Fe3+.
Konduktometria – przewodnictwo elektrolitów mocnych i słabych.

Seminar classes (30h):

Zagadnienia omawiane w ramach seminarium:
Termodynamika – I zasada w odniesieniu do przemian gazowych. Termodynamika I zasada – przemiany fazowe i reakcje chemiczne.
Bilans energetyczny, kalorymetria. Prawo Hessa i Kirchhoffa.
Termodynamika – II zasada – pojęcie entropii.
Entropia przemian gazowych, fazowych i reakcji chemicznych. Entalpia swobodna i energia swobodna. Kryteria samorzutności procesów w przyrodzie.
Równowaga chemiczna w układach homogenicznych i heterogenicznych.
Reguła faz – diagramy fazowe.
Praktyczne wykorzystanie równowag ciecz-para – destylacja.
Diagramy fazowe ciało stałe – ciecz.
Termodynamika ogniw chemicznych.
Kinetyka chemiczna.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunki są zgodne z regulaminem studiów. Szczegóły są podawane na pierwszych zajęciach.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Ocena Końcowa = 0,2 x średnia ocen seminarium + 0,3 x średnia ocen laboratorium + 0,5 x średnia ocen egzaminu; oceny średnie, to średnie arytmetyczne ocen ze wszystkich terminów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Do uzgodnienia z prowadzącym przedmiot.

Prerequisites and additional requirements:

Zaliczenie modułu “Chemia”

Recommended literature and teaching resources:

1. E. Godlewska, Chemia fizyczna – notatki z wykładów
2. P. W. Atkins – Chemia fizyczna, Podstawy chemii fizycznej, Zbiór zadań z chemii fizycznej
3. Sz.Chudoba, Z.Kubas, K.Pytel – Elementy chemii fizycznej
4. A.Staronka – Chemia fizyczna
5. A.G. Whittaker, A.R. Mount, M.R. Heal – Chemia fizyczna. Krótkie wykłady
6. L. Sobczyk, A. Kisza, K. Gatner, A. Koll – Eksperymentalna chemia fizyczna
7. Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Publikacje można znaleźć na stronie biblioteki Głównej AGH: https://www.bpp.agh.edu.pl

Additional information:

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa.