Elektrochemia nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

Transkrypt

1 Elektrochemia nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne Elementy składowe sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Kod przedmiotu Język przedmiotu Rodzaj przedmiotu Rok studiów /semestr Wymagania wstępne (tzw. sekwencyjny system zajęć i egzaminów) Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć Założenia i cele przedmiotu Metody dydaktyczne oraz ogólna forma zaliczenia przedmiotu Opis Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Chemii Chemia Studia drugiego stopnia Ogólnoakademicki Stacjonarne 0200-CS2-2ETC polski Przedmiot obowiązkowy, moduł do wyboru I rok/ii semestr 0200-CS2-1ANI; 0200-CS2-1PRA; 0200-CS2-1EAN Liczba godzin: 105 Forma prowadzenia zajęć: wykłady 30 godz., seminarium 15 godz., laboratoria 60 godz. Celem przedmiotu jest przedstawienie studentom współczesnej wiedzy o chemii fizycznej, wyjaśnienie trudnych zagadnień dotyczących zjawisk z zakresu elektrochemii roztworów, zjawisk powierzchniowych, kinetyki chemicznej, fotochemii i ukazanie powiązań zjawisk elektrochemicznych ze zjawiskami z innych dziedzin jak fizyka czy biologia, a następnie wyegzekwowanie tej wiedzy od studentów. Wykład, konsultacje Formy zaliczenia przedmiotu: egzamin Efekty kształcenia i 1. Wiedza Prezentuje rozszerzoną wiedzę w zakresie chemii oraz pogłębioną wiedzę z zakresu wybranej specjalizacji. Stosuje podstawowe techniki obliczeniowe stosowane w chemii i specjalistyczne narzędzia informatyczne do rozwiązywania typowych problemów chemicznych. Wykazuje rozszerzoną wiedzę dotyczącą nowoczesnych technik pomiarowych stosowanych w analizie chemicznej, objaśnia teoretyczne podstawy działania aparatury pomiarowej stosowanej w badaniach chemicznych Operuje podstawowymi zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy potrzebnymi przy organizacji samodzielnego stanowiska badawczego 2. Umiejętności Planuje i wykonuje naukowe eksperymenty chemiczne Korzysta z literatury fachowej, baz danych i innych źródeł w celu pozyskiwania niezbędnych informacji Stosuje zdobytą wiedzę chemiczną do analizy problemów z dziedziny biologii, ochrony środowiska, farmacji, medycyny Opracowuje wyniki badań, stosuje metody statystyczne i techniki informatyczne do analizy danych eksperymentalnych oraz dokonuje krytycznej analizy i wskazuje błędy pomiarowe, uzasadnia cel przeprowadzonych badań i ich znaczenie na tle podobnych badań 3. Kompetencje społeczne Rozumie ograniczenia własnej wiedzy, potrzebę uczenia się przez całe życie i potrzebę samokształcenia Rozumie konieczność systematycznej pracy nad podejmowanymi projektami i zadaniami, realizuje zasady uczciwości intelektualnej, postępuje etycznie Rozumie odpowiedzialność za podejmowane eksperymenty i badania naukowe Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia K_W01 K_W04 K_W05 K_W07 K_U01 K_U03 K_U04 K_U05 K_K01 K_K04 K_K06

2 Punkty ECTS 5 Bilans nakładu pracy studenta ii Wskaźniki ilościowe Ogólny nakład pracy studenta: 125 godz. w tym: udział w wykładach, seminariach i laboratoriach: 105 godz.; przygotowanie się do zajęć i zaliczeń: 7 godz.; udział w konsultacjach, zaliczeniach: 13 godz. Nakład pracy studenta związany z zajęciami iii : Liczba godzin Punkty ECTS wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 118 4,7 o charakterze praktycznym 95 3,8 Data opracowania: Koordynator przedmiotu: dr hab. Aneta Petelska

3 SYLABUS B. Informacje szczegółowe Elementy składowe sylabusu Nazwa przedmiotu Kod przedmiotu Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Język przedmiotu Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Treści merytoryczne przedmiotu Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Forma i warunki zaliczenia przedmiotu Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Elektrochemia Opis 0200-CS2-2ETC Chemia Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Chemii polski I rok/ii semestr Wykład 30 godzin dr hab. Aneta Petelska I. Podstawowe definicje i prawa elektrochemii Nośniki ładunku elektrycznego. Klasyfikacja przewodników elektryczności. Prawa Ohma. Prawa elektrolizy Faraday a. Kulometria. Chemotronika. Bioelektrochemia. II. Elektrochemia roztworów elektrolitów Aktywność jonów. Współczynniki aktywności. Solwatacja jonów. Model Borna, energia solwatacji. Struktura solwatów. Model Franka i Evansa. III. Międzyfazowe zjawiska elektryczne Źródła międzyfazowych zjawisk elektrycznych. Potencjał wewnętrzny, zewnętrzny, powierzchniowy. Napięcie Galvaniego i Volty. Potencjał elektrochemiczny. Pojęcie elektrody. Elektrody odwracalne i polaryzowalne. Reakcje elektrochemiczne utleniania i redukcji. Klasyfikacja elektrod. Zapis elektrod i ogniw. Termodynamiczny opis równowag elektrodowych. Interpretacja potencjału elektrodowego. Ogniwa. Siła elektromotoryczna ogniwa. Pomiary SEM. Pomiary napięć i prądów. Elementy idealne: woltomierz, amperomierz, opornik, kondensator. Wzmacniacz operacyjny. Konwerter prąd-napięcie. Potencjał dyfuzyjny, pomiary potencjału, metody zmniejszania lub usuwania potencjału dyfuzyjnego. Ogniwa stężeniowe bez przenoszenia i z przenoszeniem. Równowagi membranowe. Właściwości membran. Potencjały membranowe. Membrany jonoselektywne. Elektrochemia źródła prądu. Ogniwa pierwotne, wtórne i paliwowe. Podwójna warstwa eletryczna. Zjawisko elektrokapilarne. Równanie Lippmana. Krzywe ładunku i pojemności różniczkowej. Chemotrony elektrokapilarne. Elektroliza roztworów wodnych. Nadnapięcie. Prąd graniczny. IV. Kinetyka chemiczna i kataliza Kinetyka reakcji elektrochemicznych. Elektroredukcja i elektroutlenianie. Elektroaktywność rozpuszczalnika. Polaryzacja elektrody, elektrody idealnie polaryzowalne. Szybkość reakcji elektrodowej. Metody elektroanalityczne: polarografia, chronoamperometria, chronowoltamperometria, chronopotencjometria. Korozja metali. Korozja elektrochemiczna. Mechanizm korozji elektrochemicznej. Ochrona przed korozją. Egzamin pisemny: K_W01, K_W05, K_U04, K_K01 Zaliczenie laboratorium i seminarium jest warunkiem niezbędnym do przystąpienia do egzaminu. Egzamin przeprowadzany jest w formie pisemnej. Literatura podstawowa: Libuś W., Libuś Z Elektrochemia, PWN, Barrow G.N Chemia fizyczna, PWN, Praca zbiorowa Chemia fizyczna, PWN,

4 Brdicka R Podstawy chemii fizycznej, PWN, Praca zbiorowa Chemia fizyczna, PWN, Ościk J Adsorpcja, PWN, Sobczyk L., Kisza A Chemia fizyczna dla przyrodników, PWN, Sobczyk L., Kisza A Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Drapała T Chemia fizyczna z zadaniami, PWN, Pigoń K., Ruziewicz Z Chemia fizyczna, PWN, Galus Z Elektroanalityczne metody wyznaczania stałych fizykochemicznych, PWN,. podpis osoby składającej sylabus i Opis zakładanych efektów kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych, z uwzględnieniem form zajęć. Uwzględnia się tylko efekty możliwe do sprawdzenia (mierzalne / weryfikowalne). ii Przykładowe rodzaje aktywności: udział w wykładach, ćwiczeniach, przygotowanie do zajęć, udział w konsultacjach, realizacja zadań projektowych, pisanie eseju, przygotowanie do egzaminu. Liczba godzin nakładu pracy studenta powinna być zgodna z przypisanymi do tego przedmiotu punktami ECTS wg przelicznika : 1 ECTS h. iii Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela są to tzw. godziny kontaktowe (również te nieujęte w rozkładzie zajęć, np. konsultacje lub zaliczenia/egzaminy). Suma punktów ECTS obu nakładów może być większa od ogólnej liczby punktów ECTS przypisanej temu przedmiotowi. SYLABUS B. Informacje szczegółowe Elementy składowe sylabusu Nazwa przedmiotu Kod przedmiotu Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Język przedmiotu Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Elektrochemia Opis 0200-CS2-2ETC Chemia Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Chemii polski I rok/ii semestr Laboratorium 75 godzin dr Anna Wencel

5 Treści merytoryczne przedmiotu Zajęcia wprowadzające 1. Zjawiska zachodzące na granicy faz adsorbent-adsorbat. Wyznaczanie izotermy Freundlicha. 2. Własności elektryczne koloidów. Elektroforeza. 3. Wyznaczanie termodynamicznych parametrów reakcji chemicznej z pomiarów SEM ogniwa. 4. Termodynamika roztworów elektrolitów. Wyznaczanie średnich jonowych współczynników aktywności siarczanu miedziowego. 5. Korozja chemiczna i elektrochemiczna metali. 6. Wyznaczanie momentów dipolowych. 7. Zastosowanie pomiarów refraktometrycznych i gęstościowych do badania oddziaływań w roztworach wodnych. 8. Badanie zjawisk zachodzących na granicy faz metal-roztwór elektrolitu. Interpretacja krzywej elektrokapilarnej. 9. Adsorpcja na granicy faz roztwór gaz. Izoterma adsorpcji Gibbsa. 10. Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi i cynku oraz stałej Faradaya. W ramach laboratorium rozwiązywane są zagadnienia i zadania rachunkowe obejmujące tematykę z poszczególnych działów: I. Elektroliza, reakcje elektrolizy roztworów wodnych i stopionych soli. II. Prawa elektrolizy. III. Ogniwa, termodynamiczne parametry ogniwa. IV. Zastosowanie pomiarów SEM. V. Współczynniki aktywności - prawo Debye'a-Huckela Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Forma i warunki zaliczenia przedmiotu Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Zajęcia uzupełniające Zajęcia zaliczeniowe - sprawdzian wejściowy oceniający przygotowanie studenta do zajęć laboratoryjnych K_W01, K_W05, K_U01; - zaliczenie na ocenę ustne części teoretycznej obejmujące materiał do danego ćwiczenia K_W05, K_U03, K_U04 - przygotowanie pisemnego sprawozdania z wykonania zadania laboratoryjnego K_W04, K_U01, K_U03, K_K04 - ocena aktywności w trakcie zajęć K_W05, K_W07,K_K06, Warunkiem zaliczenia laboratorium jest wykonanie części doświadczalnej, złożenie opisowego sprawozdania, zdanie kolokwium do każdego ćwiczenia z części teoretycznej. Literatura podstawowa: Libuś W., Libuś Z Elektrochemia, PWN, Praca zbiorowa Chemia fizyczna, PWN, Ościk J Adsorpcja, PWN, Sobczyk L., Kisza A Chemia fizyczna dla przyrodników, PWN, Sobczyk L., Kisza A Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Drapała T Chemia fizyczna z zadaniami, PWN, Pigoń K., Ruziewicz Z Chemia fizyczna, PWN, Galus Z Elektroanalityczne metody wyznaczania stałych fizykochemicznych, PWN, Literatura uzupełniająca: instrukcje do ćwiczeń. podpis osoby składającej sylabus iii Opis zakładanych efektów kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych, z uwzględnieniem form zajęć. Uwzględnia się tylko efekty możliwe do sprawdzenia (mierzalne / weryfikowalne). iii Przykładowe rodzaje aktywności: udział w wykładach, ćwiczeniach, przygotowanie do zajęć, udział w konsultacjach, realizacja zadań projektowych, pisanie eseju, przygotowanie do egzaminu. Liczba godzin nakładu pracy studenta powinna być zgodna z przypisanymi do tego przedmiotu punktami ECTS wg przelicznika : 1 ECTS h.

6 iii Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela są to tzw. godziny kontaktowe (również te nieujęte w rozkładzie zajęć, np. konsultacje lub zaliczenia/egzaminy). Suma punktów ECTS obu nakładów może być większa od ogólnej liczby punktów ECTS przypisanej temu przedmiotowi.