Wytwarzanie sody kalcynowanej 311[31].Z5.05

Transkrypt

1 MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Urszula Żłobińska Wytwarzanie sody kalcynowanej 311[31].Z5.05 Poradnik dla nauczyciela Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006

2 Recenzenci: mgr inż. Halina Bielecka dr Jacek Górski Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Małgorzata Urbanowicz Konsultacja: dr inż. Bożena Zając Korekta: Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[31].Z5.05 Wytwarzanie sody kalcynowanej zawartej w modułowym programie nauczania dla zawodu technik technologii chemicznej 311[31]. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy, Radom

3 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Przykładowe scenariusze zajęć 7 5. Ćwiczenia Znaczenie produkcji sody metodą Solvaya Ćwiczenia Wypalanie wapieni, oczyszczanie solanki Ćwiczenia Proces karbonizacji solanki amoniakalnej Ćwiczenia Filtracja i kalcynacja bikarbonatu, regeneracja amoniaku Ćwiczenia Zagrożenia dla środowiska związane z przemysłem sodowym Ćwiczenia Ewaluacja osiągnięć ucznia Literatura 38 2

4 1. WPROWADZENIE Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela Wytwarzanie sody kalcynowanej, który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie technik technologii chemicznej 311[31]. W poradniku zamieszczono: wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć, przykładowe scenariusze zajęć, propozycje ćwiczeń, które mają na celu ukształtowanie umiejętności praktycznych, uczniów, wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki, Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze szczególnym uwzględnieniem: tekstu przewodniego, metody projektów, ćwiczeń praktycznych. Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej. W celu sprawdzenia wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel może posłużyć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych, zawierającym różnego rodzaju zadania oraz przeprowadzić test praktyczny wysoko symulowany. W tym rozdziale podano do testu: plan testu w formie tabelarycznej, punktację zadań, propozycje norm wymagań, instrukcję dla nauczyciela, instrukcję dla ucznia, kartę odpowiedzi, zestaw zadań testowych. Test praktyczny wysoko symulowany zawiera: plan testu w formie tabelarycznej, punktację zadań, propozycje norm wymagań, instrukcję dla nauczyciela, instrukcję dla ucznia, kartę pracy, kartę oceny. 3

5 311[31].Z5 Technologia wytwarzania półproduktów i produktów nieorganicznych 311[31].Z5.01 Wytwarzanie siarki odzyskiwanej z siarkowodoru 311[31].Z5.04 Wytwarzanie amoniaku, kwasu azotowego(v) i nawozów azotowych 311[31].Z5.05 Wytwarzanie sody kalcynowanej 311[31].Z5.06 Wytwarzanie chloru i wodorotlenku sodu metodą elektrolizy przeponowej 311[31].Z5.02 Wytwarzanie kwasu siarkowego(vi) z siarki 311[31].Z5.03 Wytwarzanie kwasu fosforowego(v) oraz nawozów fosforowych i wieloskładnikowych Schemat układu jednostek modułowych 4

6 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć: korzystać z różnych źródeł informacji, np. Kart charakterystyki substancji niebezpiecznych i preparatu niebezpiecznego, katalogów handlowych, opisów technologicznych, posługiwać się poprawną nomenklaturą i symboliką chemiczną, posługiwać się pojęciami: przemiana fizyczna i chemiczna, efekt energetyczny reakcji, zapisywać równania reakcji chemicznych, stosować nazwy, symbole i jednostki miar różnych układów, wymieniać zastosowania operacji jednostkowych, takich jak: absorpcja, filtracja, określać budowę i zasadę działania aparatów do operacji jednostkowych, takich jak: absorpcja, filtracja, korzystać z reguły przekory, przewidywać, jak zmieni się położenie stanu równowagi po zmianie stężenia i ciśnienia reagentów, po ogrzaniu lub ochłodzeniu układu dla podanej reakcji odwracalnej, określać wpływ zmian temperatury, ciśnienia i stężenia na szybkość reakcji chemicznej w układach homogenicznych i heterogenicznych, konstruować schematy ideowe z zastosowaniem typowych oznaczeń, stosować technikę komputerową w sporządzaniu schematów ideowych, podawać przykłady zastosowań zasad technologicznych i ich interpretację. 5

7 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć: określić zastosowanie sody kalcynowanej, wyjaśnić chemizm produkcji sody kalcynowanej, posłużyć się schematem ideowym produkcji sody kalcynowanej metodą Solvaya, określić surowce stosowane w metodzie Solvaya, scharakteryzować przebieg procesów wypalania wapienia w piecu szybowym oraz gaszenia wapna palonego, scharakteryzować przebieg procesu oczyszczania solanki metodą sodowo-wapienną, wyjaśnić rolę amoniaku jako reagenta pomocniczego, scharakteryzować pracę absorbera w procesie absorpcji amoniaku, określić budowę i zasadę działania kolumny karbonizacyjnej, scharakteryzować przebieg procesu filtracji i kalcynacji wodorowęglanu sodu, scharakteryzować przebieg procesu regeneracji amoniaku z ługu pofiltracyjnego metodą termiczną i chemiczną, posłużyć się instrukcjami ruchowymi aparatów i urządzeń stosowanych w procesach produkcji sody, określić wpływ parametrów na przebieg procesów absorpcji, karbonizacji, filtracji i kalcynacji, zaprojektować sposób kontroli parametrów wybranych procesów produkcji sody kalcynowanej, określić wpływ procesów wytwarzania sody kalcynowanej na środowisko, zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska obowiązujące na stanowiskach pracy. 6

8 4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ Scenariusz zajęć 1 Osoba prowadząca. Modułowy program nauczania: Technik technologii chemicznej 311[31] Moduł: Technologia wytwarzania półproduktów i produktów nieorganicznych 311[31].Z5 Jednostka modułowa: Wytwarzanie sody kalcynowanej 311[31].Z5.05 Temat: Analiza budowy i zasady działania pieca szybowego. Cel ogólny: kształtowanie umiejętności dokonywania analizy budowy i zasady działani pieca w procesie wypalania wapienia. Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi: zapisać równania reakcji zachodzących w piecu szybowym z uwzględnieniem efektu energetycznego, opisać budowę i zasadę działania pieca z podmuchem, wskazać armaturę i urządzenia załadowcze i wyładowcze, scharakteryzować przebieg procesu wypalania wapienia, dobrać parametry techniczne przebiegu procesu wypalania, podać warunki decydujące o dobrej pracy pieca, zasady prowadzenia ruchu. Metody nauczania uczenia się: ćwiczenia uczniowskie z elementami dyskusji dydaktycznej. Formy organizacyjne pracy uczniów: indywidualna. Czas: 45 minut. Środki dydaktyczne: schemat przekroju pieca, materiał nauczania z punktu (Poradnik dla ucznia). Przebieg zajęć: Zadanie dla ucznia: Dokonaj analizy budowy i zasady działania pieca szybowego w procesie wypalania wapienia. 7

9 Harmonogram prac Lp. Nazwa Działania etapu nauczyciela uczniów 1. Informacje - prezentuje schemat przekroju pieca szybowego, - obserwują i sporządzają - podaje, jakie informacje należy odszukać i wybrać: konstrukcja pieca, materiały konstrukcyjne, urządzenia załadowcze i wyładowcze, parametry procesu w strefie wypalania i chłodzenia, warunki decydujące o prawidłowej pracy pieca, równania reakcji zachodzących w piecu szybowym z uwzględnieniem efektu energetycznego. notatki 2. Planowanie - podaje sposób przedstawienia wybranych informacji, - podaje czas na wykonanie zadania, ok. 20 minut. 3. Ustalenia - analizuje kolejność czynności zaplanowanych przez uczniów, - wspólne z uczniami ustala kryteria oceny zadania. 4. Wykonanie - czuwa nad prawidłowym przebiegiem wykonywania zadania. 5. Sprawdzenie - ocenia wykonanie zadania zgodnie z przyjętymi kryteriami, - wskazuje nieprawidłowości wykonania poszczególnych czynności. 6. Analiza Zadaje pytanie uczniom: 1. Co sprawiło Ci największą trudność przy wykonywaniu zadania? 2. Gdzie tkwi przyczyna wystąpienia tej trudności? - planują sposób odszukania, wybrania, przedstawienia informacji - dyskutują nad ustalonym planem, - wspólnie ustalają kryteria oceny - wykonują zadanie, zapisują potrzebne informacje - dokonują samooceny - odpowiadają na pytania 8

10 Kryteria oceny Lp. Czynności Kryterium oceny Punktacja 1. Przygotowanie Poprawne: - wybranie informacji 2 Wykonanie zadania Poprawne: - zapisanie równań reakcji zachodzących w piecu szybowym z uwzględnieniem efektu energetycznego, - opisanie budowy pieca, - opisanie zasady działania pieca, - wskazanie urządzeń załadowczych i wyładowczych, - scharakteryzowanie przebiegu procesu wypalania wapienia, wskazanie strefy wypalania, strefy chłodzenia, - dobranie parametrów technicznych przebiegu procesu wypalania, - wskazanie zasad prowadzenia ruchu Punktacja: 9 8 punktów ocena bardzo dobry, 7 punktów ocena dobry, 6 punktów ocena dostateczny, 5 4 punkty ocena dopuszczający, poniżej 3 punktów ocena niedostateczny. Zakończenie zajęć Razem: 9 Praca domowa Określić przeznaczenie produktów procesu wypalania wapienia w piecu szybowym. Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach: anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć i zdobytych umiejętności 9

11 Scenariusz zajęć 2 Osoba prowadząca. Modułowy program nauczania: Technik technologii chemicznej 311[31] Moduł: Technologia wytwarzania półproduktów i produktów nieorganicznych 311[31].Z5 Jednostka modułowa: Wytwarzanie sody kalcynowanej 311[31].Z5.05 Temat: Analiza zagrożeń środowiska i stanowisk pracy, związanych z przemysłem sodowym. Cel ogólny: kształtowanie umiejętności analizowania zagrożeń wynikających z właściwości niebezpiecznych substancji stosowanych w procesie produkcji sody kalcynowanej. Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi: ocenić zagrożenia dla środowiska wynikające z właściwości niebezpiecznych substancji stosowanych w procesie produkcji sody, ocenić zagrożenia na stanowiskach pracy, ustalić zasady bezpiecznej pracy na poszczególnych stanowiskach, wskazać sposoby zagospodarowania odpadów stałych i ścieków w procesie produkcji sody kalcynowanej, przedstawić metody oczyszczania gazów odlotowych. sporządzić raport, zaprezentować projekt, wziąć udział w dyskusji, wyciągnąć wnioski, cenić ćwiczenie. Metody nauczania uczenia się: metoda projektów, dyskusja dydaktyczna. Formy organizacyjne pracy uczniów: grupowe Czas: 45 min na wprowadzenie do projektu, 45 min na prezentację projektu. Projekt będzie wykonywany przez uczniów w czasie pozalekcyjnym w ciągu jednego miesiąca. Środki dydaktyczne: stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu, strony internetowe, np. bhp.html, Karty charakterystyki substancji i preparatów niebezpiecznych, materiał nauczania, p (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7, dodatkowo do prezentacji, zgodnie z zapotrzebowaniem uczniów. 10

12 Przebieg zajęć: Lp. Fazy przygotowania projektu 1. Wprowadzenie do tematu z zasugerowaniem czynności do rozwiązania 2. Sformułowanie tematów i ustalenie zakresu projektów 3. Realizacja projektów 4. Prezentacja projektów nauczyciela - podaje informacje niezbędne do zapoznania uczniów z problematyką ochrony środowiska i bezpieczeństwa pracy w przemyśle sodowym, - podaje literaturę. - wyjaśnia zasadę metody projektów, - ustala formę projektów, czas prezentacji i kryteria ocen, - ustala terminy konsultacji. Czynności - odpowiada na pytania uczniów związane z realizacją projektów, - czuwa nad zaplanowanym przebiegiem ich realizacji. - ustala kolejność prezentacji przez poszczególne zespoły uczniowskie, - prowadzi dyskusję po przedstawieniu projektu, - ocenia projekty, uwzględniając opinie wypowiedziane podczas dyskusji, - dokonuje podsumowania wykonanych zadań, - zadaje pracę domową. uczniów - tworzą zespoły, - zadają pytania dotyczące tematyki przyszłych projektów. - wybierają tematy przyszłych projektów, - opracowują plan działania. - studiują literaturę, - uczestniczą w konsultacjach, - piszą sprawozdanie, - opracowują zebrany materiał oraz formę prezentacji. - prezentują swoje projekty, - po prezentacji odpowiadają na pytania kolegów, - pozostali uczniowie sporządzają notatki z ważniejszych treści zawartych w projekcie, - oceniają projekt kolegów. Czas prezentacji projektów każda grupa 10 minut. Forma projektów plakat, foliogramy, prezentacja komputerowa, raport. Kryteria oceny projektu: sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność, wykorzystanie czasu prezentacji, estetyka wykonania projektu, stopień uzyskania zamierzonych celów, prawidłowość treści, pracowitość i zaangażowanie członków grupy. 11

13 Proponowane tematy projektów: 1. Zagospodarowanie odpadów stałych i ścieków z produkcji sody. 2. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego gazami odlotowymi pochodzącymi z procesu produkcji sody kalcynowanej oraz sposoby ich oczyszczania. 3. Analiza zagrożeń na wybranych stanowiskach pracy, zasady ustalanie bezpiecznej pracy na tych stanowiskach. INSTRUKCJA WYKONANIA PROJEKTU Celem projektu jest analiza zagrożeń środowiska, wynikających z właściwości substancji stosowanych w przemyśle sodowym oraz na stanowiskach pracy w zakładach przemysłu sodowego. 1. Projekt będziecie realizować w trzy- lub czteroosobowych grupach w ciągu miesiąca. 2. Podzielcie się na trzy grupy i wybierzcie lidera, który będzie odpowiadał za podział zadań w grupie, czuwał nad prawidłowym przebiegiem pracy i informował nauczyciela o postępach. 3. Wybierzcie jeden z poniższych tematów: Zagospodarowanie odpadów stałych i ścieków z produkcji sody. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego gazami odlotowymi pochodzącymi z procesu produkcji sody kalcynowanej oraz sposoby ich oczyszczania. Analiza zagrożeń na wybranych stanowiskach pracy, zasady ustalania bezpiecznej pracy na tych stanowiskach. 4. Wszyscy powinniście uwzględnić następujące informacje: rodzaje surowców głównych i pomocniczych oraz produktów głównych i ubocznych w procesie produkcji sody metodą Solvaya, zagrożenia wynikające z właściwości niebezpiecznych substancji w procesie produkcji sody. 5. Opracujcie dokładny plan działania. 6. Zaplanujcie, w jakiej formie zaprezentujecie zebrany materiał. 7. Przedstawcie sprawozdanie z realizacji projektu w terminie określonym w kontrakcie. 8. Sprawozdanie powinno zawierać: stronę tytułową ( temat i autorzy), streszczenie projektu, wnioski, zakres obowiązków i zaangażowanie każdego z członków grupy, bibliografię, załączniki. 9. Każda grupa otrzyma 10 minut na prezentację swojego projektu. 10. Projekt będzie oceniany wg następujących kryteriów: sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność, wykorzystanie czasu prezentacji, estetyka wykonania projektu, stopień uzyskania zamierzonych celów, prawidłowość treści, pracowitość i zaangażowanie członków grupy. 11. Ostateczna ocena uwzględniać będzie opinie uczniów podczas dyskusji nad projektem. Życzę ciekawych rozwiązań, dobrej współpracy w grupie i jak najlepszych ocen. 12

14 5. ĆWICZENIA 5.1. Znaczenie produkcji sody metodą Solvaya Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Scharakteryzuj chemizm procesu produkcji sody metodą Solvaya. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) zapisać równania reakcji zachodzących w procesie produkcji sody metodą Solvaya, 2) uzasadnić stosowanie nazwy amoniakalna do sody produkowanej metodą Solvaya, 3) wymienić, na podstawie równań reakcji podstawowe surowce w produkcji sody kalcynowanej, 4) wymienić surowce pomocnicze, 5) wymienić zalety metody Solvaya, w porównaniu do wcześniej stosowanych metod produkcji sody, np. ze względu na stan skupienia surowców, reagentów, produktów możliwość transportu rurociągami, 6) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, dyskusja dydaktyczna. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, materiał nauczania z punktu (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 2 Korzystając z uproszczonego schematu technologicznego, dokonaj analizy pracy wytwórni sody kalcynowanej. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przygotować dla uczniów schematy technologiczne wytwórni sody kalcynowanej na arkuszach A4 lub wykorzystać program komputerowy z symulacją wytwórni sody kalcynowanej. 13

15 Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) zaznaczyć na schemacie węzły zintegrowane obejmujące: I wypalanie wapienia i gaszenie CaO, II oczyszczanie solanki i absorpcję amoniaku, III karbonizację i kalcynację, IV regenerację amoniaku, 2) na schemacie odszukać i nazwać podstawowe aparaty i urządzenia w każdym węźle, 3) wymienić procesy jednostkowe zachodzące w poszczególnych węzłach zintegrowanych procesu technologicznego produkcji sody kalcynowanej, 4) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, dyskusja dydaktyczna. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, uproszczony schemat technologiczny na arkuszu lub symulacja komputerowa produkcji sody metodą Solvaya, materiał nauczania z punktu (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7. 14

16 5.2. Wypalanie wapieni, oczyszczanie solanki Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Dokonaj analizy budowy i zasady działania pieca szybowego do wypalania wapienia. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przygotować schemat przekroju pieca. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) odszukać informacje o budowie pieca, konstrukcji, materiałach, 2) ustalić armaturę, wskazać urządzenia załadowcze i wyładowcze, 3) wskazać strefę wypalania, strefę chłodzenia, 4) zapisać równania reakcji zachodzących w piecu, 5) dobrać parametry techniczne przebiegu procesu wypalania, 6) podać warunki decydujące o dobrej pracy pieca, zasady prowadzenia ruchu, 7) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje. Zalecane metody nauczania uczenia się: ćwiczenia uczniowskie z elementami dyskusji dydaktycznej. Środki dydaktyczne: schemat przekroju pieca, materiał nauczania z punktu (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 2 Scharakteryzuj przebieg procesu oczyszczania solanki. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) uzasadnić celowość prowadzenia procesu oczyszczania solanki, 2) zaproponować roztwory substancji stosowanych do oczyszczania solanki metodą sodowo-wapienną, 3) zapisać równania obrazujące proces oczyszczania solanki. 15

17 Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, dyskusja dydaktyczna. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, materiał nauczania z punktu (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7. 16

18 5.3. Proces karbonizacji solanki amoniakalnej Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Dokonaj analizy budowy, zasady działania i zasad prowadzenia ruchu kolumny absorpcyjnej amoniaku. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przygotować rysunek przekrój kolumny. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) scharakteryzować budowę kolumny absorpcyjnej, 2) scharakteryzować ruch cieczy i gazu w kolumnie absorpcyjnej, 3) określić optymalne parametry pracy kolumny, 4) określić najważniejsze zasady prowadzenia ruchu w kolumnie absorpcyjnej, 5) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesie absorpcji amoniaku, 6) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, dyskusja dydaktyczna. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, materiał nauczania punkt (Poradnik dla ucznia), komputer z oprogramowaniem umożliwiającym sporządzanie schematów, literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 2 Dokonaj analizy budowy, zasady działania i zasad prowadzenia ruchu kolumn karbonizacyjnych. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przygotować schemat przekroju kolumny karbonizacyjnej, półki passetowej. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) scharakteryzować budowę kolumny karbonizacyjnej, 2) zapisać równania reakcji zachodzących w procesie karbonizacji, 3) scharakteryzować ruch cieczy i gazu w kolumnie, działanie półki passetowej, 4) określić optymalne parametry pracy kolumn karbonizacyjnych, 17

19 5) scharakteryzować wpływ zmian parametrów na przebieg karbonizacji, 6) podać przykłady wzajemnego wpływu pracy różnych węzłów produkcji sody, 7) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji, 8) zaprezentować zebrane informacje, wziąć udział w dyskusji, 9) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, praca w grupach po 3 4 osoby. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, schematy przekrojów kolumny karbonizacyjnej i półki passetowej, komputer z oprogramowaniem umożliwiającym sporządzanie schematów, materiał nauczania punkt (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 3 Zaprojektuj sposób kontroli i sterowania procesem karbonizacji. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, podzielić uczniów na grupy kilkuosobowe i przydzielić zadania. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) dobrać rodzaje oznaczeń i pomiarów parametrów najistotniejszych w kontroli procesu absorpcji amoniaku, np.: pomiary: temperatury, ciśnienia, oznaczenia: stężenia roztworów, stosunku NaCl do NH 3, 2) dobrać oznaczenia i pomiary parametrów w celu kontroli i sterowania procesem karbonizacji, np.: pomiary: ciśnienia i temperatury, oznaczenia: stężeń roztworów i gazów, zawartości poszczególnych składników, stopnia przereagowania, 3) zaproponować warunki bhp podczas poboru próbek, pomiarów i na stanowisku pracy w procesie karbonizacji, 4) sporządzić dokumentację opisową i szkice określające miejsca poboru próbek. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda projektów. Środki dydaktyczne: instrukcje ruchowe aparatów i urządzeń stosowanych w procesie karbonizacji, instrukcje bhp odpowiednich stanowisk, materiał nauczania punkt (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7. 18

20 5.4. Filtracja i kalcynacja bikarbonatu, regeneracja amoniaku Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Dokonaj analizy wpływu zmian parametrów filtracji, kalcynacji i regeneracji amoniaku na cały proces produkcyjny sody metodą Solvaya. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przygotować instrukcje ruchowe, podzielić uczniów na 3 grupy tematyczne. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) określić warunki optymalnej pracy (ruchu) urządzeń w procesach, 2) przeanalizować możliwe przyczyny zmian parametrów procesów filtracji, kalcynacji, regeneracji amoniaku, 3) ustalić wpływ zmiany parametrów procesów filtracji, kalcynacji i regeneracji amoniaku na pracę innych węzłów produkcji sody, 4) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesach filtracji, kalcynacji, regeneracji amoniaku, 5) przeprowadzić dyskusję, wyciągnąć wnioski, 6) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, dyskusja dydaktyczna. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, materiał nauczania z punktów 4.4.1, 4.3.1, 4.2.1, (Poradnik dla ucznia) instrukcje ruchowe wybranych urządzeń, np. kolumny regeneracyjnej amoniaku, filtra próżniowego obrotowego, kolumn karbonizacyjnych. literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 2 Zidentyfikuj zintegrowane węzły technologiczne na fotografiach zakładów sodowych. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. Przygotować fotografie zakładów sodowych lub zorganizować wycieczkę dydaktyczną do wybranych zakładów sodowych, np. do Inowrocławia, Janikowa, Krakowa. W programie wycieczki należy uwzględnić zwiedzanie linii technologicznej, zapoznanie z instrukcjami ruchowymi, sterowaniem procesów technologicznych. 19

21 Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) podać podział na węzły zintegrowane procesu produkcji sody metodą Solvaya, 2) rozpoznać na podstawie kształtów aparatów i ich wzajemnego położenia wybrane węzły. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego, wycieczka dydaktyczna. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, fotografie zakładów sodowych, uproszczony schemat technologiczny na arkuszu lub symulacja komputerowa produkcji sody metodą Solvaya, literatura z rozdziału 7. 20

22 5.5. Zagrożenia dla środowiska związane z przemysłem sodowym Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Sporządź bilans materiałowy i energetyczny procesów wytwarzania sody kalcynowanej. Przykładowe dane do obliczeń: 1. Zużycie surowców i energii na 1 t sody kalcynowanej wyprodukowanej metodą Solvaya wynosi: solanka oczyszczona (310 g NaCl/dm 3 ), 5,0 m 3 woda amoniakalna (25% NH 3 ), 10,0 kg kamień wapienny (100% CaCO 3 ), 1100 kg koks (o wartości opałowej 29, kj/kg) 90 kg woda, 75 m 3 2. Wielkość produkcji sody kalcynowanej wynosi 500 t/rok 3. Wydajność procesu produkcji sody w stosunku do NaCl wynosi % Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia, przygotować schematy ideowe. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) obliczyć ilość produktu, mając podaną ilość surowca NaCl w kg chlorku sodu lub w m 3 solanki oczyszczonej o podanym stężeniu NaCl, 2) obliczyć ilość nieprzereagowanego NaCl, mając podaną masę wyjściową surowca i wydajność procesu produkcji sody, 3) obliczyć wydajność oddziału karbonizacji, mając podaną ilość poddanej reakcji NaCl w postaci solanki oraz ilość NaHCO 3, np. w postaci osadu o określonej wilgotności (15%), 4) obliczyć zużycie jednostkowe (na 1 kg sody) energii i surowców, 5) obliczyć zapotrzebowanie surowców i energii dla określonej wielkości produkcji sody, 6) obliczyć potrzebną ilość koksu o podanej wyżej wartości opałowej, do wypalenia 1000 kg wapienia (100% CaCO 3 ), wiedząc, że entalpia reakcji rozkładu wynosi 164 kj/mol CaCO 3. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda tekstu przewodniego. Środki dydaktyczne: tekst przewodni do wykonania zadania, układ okresowy pierwiastków, kalkulator, literatura z rozdziału 7. 21

23 Ćwiczenie 2 Dokonaj analizy zagrożeń dla środowiska i na stanowisku pracy, związanych z przemysłem sodowym. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, podzielić uczniów podział na grupy 3 4-osobowe, przygotować Karty charakterystyki substancji i preparatów niebezpiecznych. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) wykonać projekt na jeden z wybranych tematów: zagospodarowanie odpadów stałych i ścieków z produkcji sody, zagrożenia zanieczyszczenia powietrza i metody zapobiegania zanieczyszczeniom, analiza zagrożeń na wybranych stanowiskach pracy, zasady bhp, 2) sporządzić raport, 3) zaprezentować projekt, 4) wziąć udział w dyskusji, 5) wyciągnąć wnioski, 6) ocenić ćwiczenie. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda projektów, dyskusja. Środki dydaktyczne: stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu, strony internetowe, np. bhp.html, Karty charakterystyki substancji i preparatów niebezpiecznych, literatura z rozdziału 7. Ćwiczenie 3 Zaprojektuj schemat ideowy bezpośrednich i pośrednich powiązań między produkcją sody kalcynowanej, NaOH, chloru i związków chloroorganicznych. Wskazówki do realizacji: Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, podzielić uczniów podział na grupy 3 4-osobowe. Sposób wykonania ćwiczenia Uczeń powinien: 1) wykonać projekt w postaci schematów ideowych oraz krótkich opisów technologicznychna jeden z wybranych tematów: produkcja NaOH i chloru z NaCl, produkcja związków chloroorganicznych z użyciem chloru, wykorzystanie NaCl w produkcji sody, 22

24 2) przygotować raport, 3) zaprezentować projekt, 4) wspólnie z innymi grupami sporządzić schemat ideowy obejmujący powiązania między produkcją chloru, sody kalcynowanej, NaOH i związków chloroorganicznych, 5) wyciągnąć wnioski, 6) dokonać oceny ćwiczenia. Zalecane metody nauczania uczenia się: metoda projektów Środki dydaktyczne: stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu oraz oprogramowaniem, umożliwiającym sporządzanie schematów, literatura z rozdziału 7, Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 1 i 2. WNT, Warszawa

25 6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego Test do jednostki modułowej Wytwarzanie sody kalcynowanej. Test składa się z 20 zadań, z których: zadania 1, 3, 2, 5, 7, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 są z poziomu podstawowego, zadania 4, 8, 9, 11, 19, 20 są z poziomu ponadpodstawowego. Punktacja zadań 0 lub 1 punkt Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak uczeń otrzymuje 0 punktów. Proponuje się następujące normy wymagań uczeń otrzyma następujące oceny szkolne: - dopuszczający za rozwiązanie co najmniej 8 zadań z poziomu podstawowego, - dostateczny za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego, - dobry za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu ponadpodstawowego, - bardzo dobry za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 6 z poziomu ponadpodstawowego, Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. b, 3. d, 4. c, 5. a, 6. c, 7. c, 8. a, 9. d, 10. c, 11. a, 12. c, 13. d, 14. d, 15. a, 16. d, 17. d, 18. a, 19. c, 20. b Plan testu Nr zad Cel operacyjny (mierzone osiągnięcia ucznia) Wskazać kolejność etapów produkcji sody Określić podstawowe surowce do produkcji sody Kategoria celu Poziom wymagań Poprawna odpowiedź B P b B P b 3. Podać wzór sody oczyszczonej B P d Określić temperaturę wypalania wapienia w piecu szybowym Podać wzór substancji zwanej wapnem palonym Wskazać jony usuwane z solanki podczas jej oczyszczania Podać temperaturę solanki amoniakalnej kierowanej do karbonizacji C PP c B P a B P c A P c 24

26 Nr zad Cel operacyjny (mierzone osiągnięcia ucznia) Podać ciśnienie panujące w kolumnie absorpcyjnej amoniaku Podać ciśnienie panujące w kolumnie karbonizacyjnej Podać produkt karbonizacji otrzymany w postaci zawiesiny Wskazać proces endoenergetyczny występujący w procesie produkcji sody Uzupełnić równanie reakcji chemicznej procesu regeneracji amoniaku Wskazać surowce pomocnicze w produkcji sody Uzupełnić równanie reakcji chemicznej procesu karbonizacji Uzupełnić równanie reakcji chemicznej procesu oczyszczania kolumny karbonizacyjnej Ustalić szkodliwość amoniaku dla zdrowia ludzkiego Odczytać z tabeli rozpuszczalność CO 2 w wodzie Wskazać warunki lokalizacji zakładu produkującego sodę Oszacować ilość surowca pomocniczego do produkcji sody Obliczyć ilość produktu otrzymanego w produkcji sody Kategoria celu Poziom wymagań Poprawna odpowiedź C PP a C PP d A P c C PP a B P c B P d B P d B P a B P d B P d A P a C PP c C PP b 25

27 Przebieg testowania INSTRUKCJA DLA NAUCZYCIELA 1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z co najmniej jednotygodniowym wyprzedzeniem. 2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego. 3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania. 4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na takie typy zadań testowych, jakie będą w teście. 5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi). 6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy. 7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony na udzielanie odpowiedzi. 8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości). 9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się czasie zakończenia udzielania odpowiedzi. 10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych. 11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego. 12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które sprawiły uczniom największe trudności. 13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności. 14. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń dydaktycznych niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu. INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 4. Test zawiera 20 zadań dotyczących wytwarzania sody kalcynowanej. Są to zadania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa. 5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Prawidłową odpowiedź zaznacz X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową). 6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Trudności mogą przysporzyć Ci zadania: 8, 13, 14, 19, 20, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe. 8. Na rozwiązanie testu masz 60 min. Materiały dla ucznia: - instrukcja, - zestaw zadań testowych, - karta odpowiedzi. Powodzenia 26

28 ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. Produkcja sody kalcynowanej przebiega etapowo, w następującej kolejności: a) kalcynacja, absorpcja amoniaku, karbonizacja b) absorpcja amoniaku, karbonizacja, kalcynacja c) karbonizacja, kalcynacja, absorpcja amoniaku d) karbonizacja, absorpcja amoniaku, kalcynacja 2. Podstawowymi surowcami w produkcji sody amoniakalnej są: a) solanka, amoniak b) wapień, solanka c) solanka, mleko wapienne d) amoniak, wapno palone 3. Wzór chemiczny substancji stosowanej, między innymi, do celów spożywczych, o nazwie soda oczyszczona to: a) (NH 4 ) 2 CO 3 b) Na 2 CO 3 c) NaOH d) NaHCO 3 4. Proces wypalania wapienia prowadzi się w temperaturze: a) C b) C c) C d) C 5. Wzór chemiczny substancji zwanej wapnem palonym to: a) CaO b) CaCl 2 c) CaCO 3 d) Ca(OH) 2 6. Oczyszczanie solanki prowadzi się głównie w celu usunięcia jonów: a) K +, SO 4 2- b) Ba 2+, Na + c) Ca 2+, Mg 2+ d) Fe 3+, CO Solanka po absorpcji amoniaku, kierowana do karbonizacji właściwej, powinna mieć temperaturę około: a) 60 C b) 45 C c) 35 C d) 25 C 27

29 8. W kolumnie absorpcyjnej amoniaku panuje ciśnienie: a) 0,05 MPa b) 0,10 MPa c) 0,15 MPa d) 0,20 MPa 9. Proces karbonizacji solanki amoniakalnej w kolumnie karbonizacyjnej przebiega pod ciśnieniem: a) 0,05 MPa b) 0,10 MPa c) 0,15 MPa d) 0,20 Mpa 10. Produktem karbonizacji, który otrzymuje się w postaci zawiesiny jest: a) Na 2 CO 3 b) NaOH c) NaHCO 3 d) NH 4 HCO Reakcją endoenergetyczną jest proces: a) kalcynacji b) karbonizacji c) absorpcji NH 3 d) gaszenia wapna 12. Metoda chemiczna regeneracji amoniaku z ługu pofiltracyjnego polega na rozkładzie: a) (NH 4 ) 2 CO 3 b) NH 4 HCO 3 c) NH 4 Cl d) NH 3aq 13. Surowcami pomocniczymi w produkcji sody są: a) CaCO 3, NH 3 b) CO 2, H 2 O c) CaCO 3, NaCl d) NH 3, H 2 O 14. Jaką substancję, oznaczoną symbolem X, otrzymuje się w wyniku procesu karbonizacji, opisanego poniższym równaniem reakcji: NaCl + NH 3 + CO 2 +H 2 O NaHCO 3 + X a) NH 3aq b) (NH 4 ) 2 CO 3 c) NH 4 HCO 3 d) NH 4 Cl 28

30 15. Płukanie kolumny karbonizacyjnej co kilka dni jest jednym z wymagań prowadzenia ruchu, aby zapobiec zarastaniu kolumny. Jaka substancja oznaczona symbolem X bierze udział w procesie oczyszczania kolumny karbonizacyjnej, opisanym poniższym równaniem: 2NaHCO 3 + 2X Na 2 CO 3 + (NH 4 ) 2 CO 3 a) NH 3 b) NH 4 Cl c) NaCl d) NH 4 HCO Wodny stężony roztwór amoniaku, zgodnie z Kartą charakterystyki substancji niebezpiecznej, jest oznaczony zwrotami R 23, R 34 i R 50, a amoniak bezwodny zwrotami: R 10, R 23, R 34, R 50. Numer Opis zagrożenia Numer Opis zagrożenia zwrotu R zwrotu R R 10 Substancja łatwo palna R 37 Działa drażniąco na drogi oddechowe R 23 Działa toksycznie przez R 38 Działa drażniąco na skórę drogi oddechowe R 34 Powoduje oparzenia R 50 Działa bardzo toksycznie na organizmy żywe R 36 Działa drażniąco na oczy R 36/37/38 Dział drażniąco na oczy, drogi oddechowe i skórę Amoniak jest niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego ponieważ: a) działa bardzo toksycznie na organizmy żywe b) działa drażniąco na oczy, drogi oddechowe i skórę c) stwarza poważne zagrożenie dla układu oddechowego d) działa toksycznie przez drogi oddechowe, powoduje oparzenia 17. Rozpuszczalność CO 2 w wodzie zmienia się z temperaturą zgodnie z danymi zawartymi w tabeli: Temperatura [ 0 C] Rozpuszczalność CO 2 [g/100 g H 2 O] 0,335 0,167 0,097 0,058 0,027 Rozpuszczalność CO 2 w wodzie jest największa w temperaturze: a) 80 0 C b) 60 0 C c) 20 0 C d) 0 0 C 18. Zakłady sodowe są lokalizowane w pobliżu: a) złóż soli kamiennej b) złóż wapienia c) wytwórni amoniaku d) zbiorników wodnych 29

31 19. Ilość amoniaku potrzebnego do produkcji sody kalcynowanej w ciągu roku, przy założeniu zdolności produkcyjnej t/rok i zużyciu jednostkowym 2 kg/t sody wynosi: a) 100 t b) 500 t c) 1000 t d) 5000 t 20. W procesie produkcji sody, przy wydajności procesu karbonizacji 70%, użyto 1000 kg soli w postaci solanki. Oblicz, jaką ilość NaHCO 3 otrzymano (MNaCl = 58,5 g/mol, MNaHCO 3 = 84 g/mol): a) 750 kg b) 1000 kg c) 1300 kg d) 1500 kg 30

32 KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko... Wytwarzanie sody kalcynowanej. Zakreśl poprawną odpowiedź,wpisz brakujące części zdania lub wykonaj rysunek. Nr Odpowiedź zadania 1. a b c d 2. a b c d 3. a b c d 4. a b c d 5. a b c d 6. a b c d 7. a b c d 8. a b c d 9. a b c d 10. a b c d 11. a b c d 12. a b c d 13. a b c d 14. a b c d 15. a b c d 16. a b c d 17. a b c d 18. a b c d 19. a b c d 20. a b c d Razem: Punkty 31

33 Test praktyczny wysoko symulowany do jednostki modułowej Wytwarzanie sody kalcynowanej Zadanie dla ucznia: Dokonaj analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej. Plan testu Lp. Nazwa czynności 1. Zapisanie równanie reakcji karbonizacji poprawny zapis równania reakcji (1 pkt) zaznaczenie odwracalności reakcji (1 pkt) Liczba punktów możliwych do uzyskania 2 2. Wykonanie schematu przekroju kolumny karbonizacyjnej 11 wykonanie szkicu przekroju kolumny karbonizacyjnej zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt) wyróżnienie części kolumny niechłodzonej i chłodzonej wodą (1 pkt) rozmieszczenie półek (1 pkt) zaznaczenie beczek chłodzonych (1 pkt) 4 zaznaczenie kierunku ruchu cieczy i gazu, 2 - zaznaczenie miejsc wprowadzenia reagentów, doprowadzenie solanki amoniakalnej (1 pkt) doprowadzenie CO 2 (o niższym i wyższym stężeniu), (2 pkt) zaznaczenie miejsca odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej. zaznaczenie miejsca odprowadzenia gazów odlotowych 3. Opisanie budowy i materiału konstrukcyjnego opisanie budowy kolumny karbonizacyjnej (1 pkt) podanie materiału konstrukcyjnego (1 pkt) 4. Wykonanie szkicu przekroju półki passetowej zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt) zaznaczenie sposobu poruszania się cieczy i gazu (2 pkt) zaznaczenie rurek przelewowych (1 pkt) Podanie i interpretacja jednego przykładu zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji solanki Podanie wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej w środku i u dołu kolumny (ciśnienie i temperatury) Zaproponowanie sposobu kontroli pracy kolumny (dwa oznaczenia analizy) Razem: 26 32

34 Proponuje się następujące normy wymagań uczeń otrzyma następujące oceny szkolne: punktów bardzo dobry, punktów dobry, punktów dostateczny, punktów dopuszczający. 33

35 INSTRUKCJA DLA NAUCZYCIELA 1. Przed rozpoczęciem wykonywania zadania przez uczniów należy: zapewnić warunki do samodzielnej pracy, rozdać karty pracy oraz instrukcje dla ucznia, odczytać uczniom przeznaczoną dla nich instrukcję oraz udzielić odpowiedzi na pytania. 2. Podczas wykonywania zadania powinny być spełnione następujące warunki: czas trwania testu 60 minut, praca samodzielna, indywidualne stanowiska pracy, maksymalna liczba uczniów w grupie 16 osób, wykonane zadanie uczeń opisuje w karcie pracy, nauczyciel pełni rolę obserwatora, kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu nauczyciel przypomina uczniom o zbliżającym się czasie zakończenia zadania, po wykonaniu zadania uczeń oddaje kartę pracy nauczycielowi. 3. Po wykonania zadania nauczyciel: wpisuje do karty oceny wyniki przeprowadzonego testowania, przeprowadza analizę wyniku sprawdzianu, opracowuje wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń dydaktycznych. Uczeń może otrzymać maksymalnie 26 punktów. INSTRUKCJA DLA UCZNIA Zadanie, które będziesz wykonywać polega na dokonaniu analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej. Aby wykonać zadanie, powinieneś w karcie pracy: 1) zapisać równanie reakcji karbonizacji, 2) wykonać schemat przekroju kolumny karbonizacyjnej: wykonać szkic przekroju kolumny karbonizacyjnej, zaznaczyć kierunek ruchu cieczy i gazu, zaznaczyć miejsca wprowadzenia reagentów, zaznaczyć miejsce odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej, zaznaczyć miejsce odprowadzenia gazów odlotowych, 3) opisać budowę i materiał konstrukcyjny kolumny, 4) wykonać szkic przekroju półki passetowej, 5) podać i zinterpretować jeden przykład zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji solanki, 6) podać wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej w środku i u dołu kolumny (ciśnienie i temperatury), 7) zaproponować sposób kontroli pracy kolumny (dwa oznaczenia analizy). 34

36 KARTA PRACY Imię i nazwisko... Test praktyczny wysoko symulowany do jednostki modułowej Wytwarzanie sody kalcynowanej Zadanie dla ucznia: Dokonaj analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej. Rozwiązanie zadania powinno obejmować podane poniżej elementy. 1) Równanie reakcji karbonizacji (2 pkt) 2) Schemat przekroju kolumny karbonizacyjnej (11 pkt) - szkic przekroju kolumny karbonizacyjnej - kierunek ruchu cieczy i gazu, - miejsca wprowadzenia reagentów, - miejsce odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej, - miejsce odprowadzenia gazów odlotowych. 3) Budowa i materiał konstrukcyjny kolumny (2 pkt) 35

37 4) Szkic przekroju półki passetowej (4 pkt) 5) Przykład i interpretacja zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji solanki (2 pkt) 6) Wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej w środku i u dołu kolumny (ciśnienie i temperatury) (3 pkt) 7) Sposób kontroli pracy kolumny (dwa oznaczenia analizy) (2 pkt) 36

38 KARTA OCENY Imię i nazwisko... Test praktyczny wysoko symulowany do jednostki modułowej Wytwarzanie sody kalcynowanej Zadanie: Dokonaj analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej. Lp. Nazwa czynności 1 Zapisanie równanie reakcji karbonizacji poprawny zapis równania reakcji (1 pkt) zaznaczenie odwracalności reakcji (1 pkt) 2 Wykonanie schematu przekroju kolumny karbonizacyjnej wykonanie szkicu przekroju kolumny karbonizacyjnej zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt) wyróżnienie części kolumny niechłodzonej i chłodzonej wodą (1 pkt) rozmieszczenie półek (1 pkt) zaznaczenie beczek chłodzonych (1 pkt) Liczba punktów możliwych do uzyskania zaznaczenie kierunku ruchu cieczy i gazu, - zaznaczenie miejsc wprowadzenia reagentów, doprowadzenie solanki amoniakalnej (1 pkt) doprowadzenie CO 2 (o niższym i wyższym stężeniu) (2 pkt) zaznaczenie miejsca odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej. zaznaczenie miejsca odprowadzenia gazów odlotowych 3 Opisanie budowy i materiału konstrukcyjnego opisanie budowy kolumny karbonizacyjnej (1 pkt) podanie materiału konstrukcyjnego (1 pkt) 4 Wykonanie szkicu przekroju półki passetowej zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt) zaznaczenie sposobu poruszania się cieczy i gazu (2 pkt) zaznaczenie rurek przelewowych (1 pkt) Podanie i interpretacja jednego przykładu zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji solanki Podanie wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej w środku i u dołu kolumny (ciśnienie i temperatury) Zaproponowanie sposobu kontroli pracy kolumny (dwa oznaczenia analizy) Razem: 37

39 7. LITERATURA 1. Bortel E., Koneczny H.: Zarys technologii chemicznej. PWN, Warszawa Kępiński J.: Technologia chemiczna nieorganiczna. PWN, Warszawa Molenda J.: Technologia chemiczna. WSiP, Warszawa Praca zbiorowa.: Technologia chemiczna ogólna. WSiP, Warszawa