Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Chemia fizyczna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CIMT-1-302-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Godlewska Elżbieta (godlewsk@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii fizycznej niezbędną do opisu przemian fizykochemicznych substancji i ich syntezy IMT1A_W01 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Ma podstawową wiedzę pozwalającą na określenie warunków zachodzenia reakcji chemicznych, ich szybkości oraz efektów energetycznych. IMT1A_W03 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami i urządzeniami umożliwiającymi pomiar podstawowych wielkości charakteryzujących materiały IMT1A_U02 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U002 Potrafi wykorzystać metody matematyczne i statystyczne do rozwiązywania zagadnień technicznych i opracowania wyników badań IMT1A_U02 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi wykonywać obliczenia chemiczne, stosować w praktyce podstawowe prawa chemiczne, umie zaplanować i wykonać eksperyment chemiczny oraz zinterpretować jego wyniki. IMT1A_U05 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Potrafi wskazać najbardziej prawdopodobne drogi zachodzenia reakcji między substancjami oraz ich produkty. IMT1A_U04 Egzamin,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się w tym podnoszenia kompetencji zawodowych. IMT1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
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 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
105 45 0 30 0 0 30 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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. + - - - - + - - - - -
Umiejętności
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. - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
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. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 225 godz
Punkty ECTS za moduł 8 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 105 godz
Przygotowanie do zajęć 60 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 60 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

Ćwiczenia laboratoryjne (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.

Zajęcia seminaryjne (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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.
  • Zajęcia seminaryjne: 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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Zaliczenie modułu “Chemia”

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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

Informacje dodatkowe:

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa.