Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 1 z 6 (pieczęć wydziału) KARTA PRZEDMIOTU 1. Nazwa przedmiotu: Chemia Fizyczna 2. Kod przedmiotu: 3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013 4. Forma kształcenia: Studia pierwszego stopnia 5. Forma studiów: Studia stacjonarne 6. Kierunek studiów: TECHNOLOGIA CHEMICZNA 7. Profil studiów: akademicki 8. Specjalność: - 9. Semestr: 4 (czwarty) 10. Jednostka prowadząca przedmiot: Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów 11. Prowadzący przedmiot: prof. dr hab. inż. Mieczysław Łapkowski 12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmiot wspólny 13. Status przedmiotu: obowiązkowy 14. Język prowadzenia zajęć: polski 15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Student powinien posiadać podstawową wiedzę z zakresu chemii ogólnej, matematyki i fizyki 16. Cel przedmiotu: Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zagadnieniami podstawowych praw chemii fizycznej, własności stanów skupienia, termodynamiki chemicznej, statyki i kinetyki chemicznej oraz równowag fazowych, zjawisk oraz faz powierzchniowych, katalizy chemicznej oraz elektrochemii.
Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 2 z 6 17. Efekty kształcenia: 1 Nr Opis efektu kształcenia Metoda sprawdzenia efektu kształcenia Forma prowadzenia zajęć Odniesienie do efektów dla kierunku studiów 1 Zdobycie wiedzy z zakresu równowag fazowych w układach jednoskładnikowych oraz wieloskładnikowych i wielofazowych. Umiejętność interpretacji wykresów fazowych. 2 Znajomość zjawisk zachodzących na granicy faz, ich istoty, praw nimi rządzących oraz praktycznego znaczenia. 3 Zdobycie wiedzy z zakresu elektrochemii: joniki (roztwory elektrolitów) i ogniw galwanicznych. 4 Zrozumienie istoty procesów fotochemicznych oraz podstaw teoretycznych i zastosowania metod spektroskopowych w badaniach właściwości substancji. 5 Zdobycie umiejętności wykorzystania wiedzy teoretycznej w formułowaniu i rozwiązywaniu podstawowych problemów obliczeniowych. kolokwium ćwiczenia K_W01, K_W02, K_U01, K_U09, K_U23 6 Zdobycie umiejętności planowania eksperymentów, badania przebiegu procesów chemicznych, oznaczania właściwości fizycznych i chemicznych oraz interpretowania uzyskanych wyników. kolokwium, raport merytoryczny laboratorium, K_U07, K_U12 ( + + + ) 7 Zdobycie umiejętności przygotowania opracowania badanych zagadnień z zakresu chemii fizycznej, opracowania i interpretacji wyników pomiarów wraz z analizą błędów oraz wnioskowania i formułowania opinii na ich podstawie, jak również pozyskiwania niezbędnych informacji z literatury i baz danych i wykorzystania ich w opracowaniu. kolokwium, raport merytoryczny laboratorium, K_U01, K_U03 1 należy wskazać ok. 5 8 efektów kształcenia
Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 3 z 6 8 Umiejętność oceny zagrożenia związanego ze stosowaniem produktów chemicznych i wykonywaniem prac eksperymentalnych, właściwej gospodarki odpadami oraz przestrzegania zasad BHP. kolokwium, raport merytoryczny laboratorium, K_U15, K_U16 ( + ) 18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin): 2 W., 1 Ćw., 3 L 19. Treści kształcenia: (oddzielnie dla każdej z form zajęć dydaktycznych W./Ćw./L./P./Sem.) Wykład: RÓWNOWAGI FAZOWE Podstawowe pojęcia równowag fazowych - faza, składnik, parametry intensywne, parametry ekstensywne, stopień swobody, reguła faz Gibbsa, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Układy jednoskładnikowe wielofazowe - diagram fazowy wody, siarki, dwutlenku węgla, punkt potrójny, punkt krytyczny. Układy dwuskładnikowe ciekłe (dwie fazy ciekłe). Układy dwuskładnikowe wielofazowe (faza stałaciecz) - eutektyk prosty, krzywe stygnięcia, związki cząsteczkowe. Układy dwuskładnikowe wielofazowe (faza ciekła-gaz) - prawo Raoulta, destylacja, rektyfikacja, azeotropy. Układy trójskładnikowe trójkąt Gibbsa. Równowagi w roztworach rozcieńczonych - termodynamika roztworów rozcieńczonych, kriometria, ebuliometria, równowagi osmotyczne, prawo podziału. ZJAWISKA POWIERZCHNIOWE Zjawiska na granicy faz ciecz-gaz - równanie Gibbsa, równanie Szyszkowskiego, substancje powierzchniowo czynne, monowarstwy. Zjawiska na granicy faz ciało stałe-ciecz lub gaz - izotermy adsorpcji, adsorpcja fizyczna, adsorpcja chemiczna, chromatografia, flotacja. Koloidy - pojęcie stanu koloidalnego, podział koloidów, koloidy liofobowe i liofilowe, metody otrzymywania koloidów, właściwości optyczne i elektryczne koloidów. ELEKTROCHEMIA Roztwory elektrolitów - przewodnictwo elektrolitów, przewodnictwo równoważnikowe, przewodnictwo graniczne, teorie przewodnictwa jonowego, konduktometria, liczby przenoszenia, teoria dysocjacji elektrolitycznej. Podwójna warstwa elektrolityczna - teorie, pomiar, zjawiska elektrokapilarne i elektrokinetyczne. Siła elektromotoryczna - potencjał elektrody, równanie Nernsta, szereg napięciowy, pomiar SEM, zastosowanie pomiaru SEM, pomiar ph, elektroda wodorowa, rodzaje elektrod, elektrody I-go, II-go rodzaju, elektrody odniesienia. Polaryzacja, nadnapięcie, pasywacja metali. Ogniwa, akumulatory i ogniwa galwaniczne. Metody elektroanalityczne - polarografia, potencjometria, woltametria, choronoamperometria, elektrody
Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 4 z 6 jonoselektywne. FOTOCHEMIA Rodzaje fal elektromagnetycznych, prawo Grothusa-Dropera, prawo Einsteina, prawo Lamberta, prawo Lamberta-Beera. Sensybilizacja fizyczna i chemiczna, luminescencja, fluorescencja, fosforescencja. Chemiluminescencja, elektrochemiluminescencja. Proces fotograficzny, fotosynteza. PODSTAWY METOD SPEKTROSKOPOWYCH Spektroskopia rotacyjna, spektroskopia wibracyjna, spektroskopia elektronowa, spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego, spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego. Ćwiczenia: Równowagi fazowe w układach wieloskładnikowych Prawo Raoulta, prawo Henry'ego, prawo podziału Nernsta Elektrochemia Roztwory elektrolitów - ruchliwość i aktywność jonów, przewodnictwo w roztworach elektrolitów. Ogniwa galwaniczne - półogniwa I, II i III rodzaju przykłady i reakcje elektrodowe, potencjał półogniwa, ogniwo galwaniczne, siła elektromotoryczna ogniwa (SEM). Zależność SEM od aktywności reagentów, wzór Nernsta. Zależność SEM od temperatury, związek SEM ze stałą równowagi i funkcjami termodynamicznymi reakcji przebiegającej w ogniwie. Laboratorium: 1. Wyznaczanie średniego ciepła molowego substancji za pomocą kalorymetru izotermicznego 2. Wyznaczanie ciepła spalania substancji organicznej w kalorymetrze diatermicznym 3. Wyznaczanie cząstkowej entalpii molowej rozpuszczania soli 4. Wyznaczanie zawartości potasu w stałej próbce soli 5. Analiza sedymentacyjna 6. Oznaczanie masy molowej substancji nielotnych metodą kriometryczną 7. Badanie równowagi adsorpcyjnej w roztworze barwnika 8. Elektroforeza koloidów 20. Egzamin: tak
Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 5 z 6 21. Literatura podstawowa: 1. P. W. Atkins, Podstawy chemii fizycznej, PWN, Warszawa 2002 2. P. W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2001 3. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna t. 1-2, PWN, Warszawa 2006 4. Praca zbiorowa, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1980 5. S. Bursa, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1976 6. K. Gumiński, Wykłady z chemii fizycznej, PWN, Warszawa 1973 7. W. Tomassi, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1973 8. G. M. Barrow, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1971 9. R. Brdicka, Podstawy chemii fizycznej, PWN, Warszawa 1970 10. J. Izydorczyk, J. Salwiński, W. Turek, Z. Uziel, Termodynamika, statyka chemiczna i równowagi fazowe w przykładach i zadaniach, Wyd. I, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2004. 11. J. Kisielewa, G. Karetnikow, I. Kudriaszow, Zbiór zadań z chemii fizycznej z przykładami, PWN, Warszawa, 1969. 12. Skrypt uczelniany nr 2073 - W.Turek, Z.Uziel, Zbiór zadań obliczeniowych z chemii fizycznej, Część II, Kinetyka chemiczna i adsorpcja, Wydanie III, Gliwice, 1998. 22. Literatura uzupełniająca: 1. A.G. Whittaker, A.R. Mount, M.R. Heal, Krótkie y Chemia fizyczna, PWN, Wa-wa 2004 2. E. T. Dutkiewicz, Fizykochemia powierzchni. Wykł. z chemii fizycznej, WNT, Wa-wa 1998 3. H. Buchowski, W. Ufnalski, Fizykochemia gazów i cieczy, WNT, Warszawa 1998 4. H J Butt, K. Graf, M. Kappl, Physics and Chemistry of Interfaces, Wiley-VCH, 2003 5. P.W. Atkins i in., Chemia fizyczna zbiór zadań z rozwiązaniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2001. 6. A. Kisza, P. Freundlich, Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław, 2004. 7. W. Ufnalski, Obliczenia fizykochemiczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1995. 8. J. Demichowicz-Pigoniowa, Obliczenia fizykochemiczne, PWN, Warszawa, 1984. 9. A.A. Adamson, Zadania z chemii fizycznej, PWN, Warszawa, 1978. 10. J. Bares i in., Przykłady i zadania z chemii fizycznej, PWT, Warszawa, 1961. 11. H.N. Avery, D.J. Shaw, Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej, PWN, Warszawa, 1977. 12. L. Sillen i in., Zbiór zadań z chemii fizycznej, PWN, Warszawa, 1955. 23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia Lp. Forma zajęć Liczba godzin kontaktowych / pracy studenta 1 Wykład 30 / 30 2 Ćwiczenia 15 / 15 3 Laboratorium 45 / 45 4 Projekt 5 Seminarium (konsultacje) 15/15 6 Inne 24. Suma wszystkich godzin: 210 25. Liczba punktów ECTS: 7 Suma godzin: 105/105
Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 6 z 6 26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 3,5 27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 1,5 26. Uwagi: - - - Zatwierdzono:. (data i podpis prowadzącego) (data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/ Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub dyrektora jednostki międzywydziałowej)