Nazwa przedmiotu: Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji Chemia procesów pozyskiwania energii Chemistry of energy receiving processes Kod przedmiotu: ZIP.PK.O.4.4. Rodzaj przedmiotu: przedmiot z oferty 4 Poziom studiów: studia I stopnia Rodzaj zajęć: Wyk. Ćwicz. Lab. Sem. Proj. forma studiów: studia zaoczne Liczba godzin/tydzień: 1W, 2Ć, 0, 0, 0 Rok: III Semestr: V Liczba punktów: 6 ECTS PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU C1. Zapoznanie studentów z podstawami elektrochemii, z zasadami działania ogniw galwanicznych ich budową oraz obecnymi i potencjonalnymi ich zastosowaniami. C2. Kształtowanie umiejętności wykorzystania nabytej wiedzy do rozwiązywania zadań rachunkowych z zakresu elektrochemii. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z matematyki, fizyki i chemii na poziomie szkoły średniej. 2. Umiejętności pracy samodzielnej. 3. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań. 4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji
EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 Student posiada wiedzę teoretyczną dotyczącą podstaw elektrochemii oraz termochemii i potrafi ją wykorzystać do rozwiązywania zadań rachunkowych. EK2 Student posiada wiedzę dotyczącą rodzajów ogniw, ich zastosowania, zasad działania, budowy. Zna zalety i wady poszczególnych rodzajów ogniw. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY W 1 Elektrolity, dysocjacja, zmiana stopnia utlenienia pierwiastków w reakcjach chemicznych. Potencjał równowagowy elektrody. SEM ogniwa. Elektrody drugiego rodzaju. Potencjały utleniająco-redukujące. W 2 Elektroliza wodnych roztworów elektrolitów. Nadnapięcie. Efekt nadnapięcia wydzielania wodoru i tlenu na elektrodach w akumulatorze ołowiowo-kwasowym Prawa Faradaya. W 3 Historia ogniw galwanicznych. Potencjał obwodu otwartego (OCP), polaryzacja ogniwa. Wielkości charakteryzujące ogniwa galwaniczne (energia, napięcie robocze, maksymalna gęstość prądu, pojemność, moc). Charakterystyki napięciowe ogniw. Łączenie ogniw. Wyjaśnienie pojęć: ogniwo, bateria, akumulator. Podziały ogniw galwanicznych. Praca ogniwa. W 4. Ogniwo Leclanchego i jego modyfikacje, ogniwa litowe. Akumulator kwasowoołowiowy, Ni-Cd, Ni-MH i litowo-jonowy (zasada działania, budowa, rodzaje nośników masy czynnej, charakterystyki zmiany napięcia ogniwa podczas ładowania/ rozładowania, zastosowanie). W 5 Zastosowania wodoru jako nośnika energii. Ogniwa paliwowe. Zasada działania, rodzaje, budowa, zastosowanie. Forma zajęć Ćwiczenia C 1 - Elektrolity. Dysocjacja elektrolityczna kwasów, zasad i soli. Moc elektrolitów, przewodnictwo elektrolitów. C 2 Zmiana stopnia utlenienia pierwiastka w reakcjach chemicznych. Reakcje redoks jako sposób pozyskiwania energii. C 3 Potencjał równowagowy elektrody. Elektrody metaliczne. Elektrody redoks. SEM ogniwa. Potencjał utleniająco-redukujacy. C 4. - Elektroliza wodnych roztworów elektrolitów. Prawa elektrolizy Faradaya. Procesy ładowania i rozładowania ogniw wtórnych. C 5. Pozyskiwanie energii z wykorzystaniem wodoru. Ogniwa paliwowe. C 6 - Obliczanie efektów cieplnych reakcji spalania. NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1.Wykład z zastosowaniem środków audiowizualnych. 2. Plansze, tablice (układ okresowy pierwiastków, szereg napięciowy metali, potencjały standardowe wybranych układów redoks). 3- Literatura z zakresu elektrochemii i termochemii. SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) P1. ocena opanowania materiału będącego przedmiotem ćwiczeń - kolokwium sprawdzające wiadomości P2. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu kolokwium 2
zaliczeniowe OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 10W 20C 30h 15 h 10 h Suma 55 h SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU 4 ECTS 3
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. A. Czerwiński; Akumulatory baterie ogniwa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2005.. 2. H. Bala, V.A. Gaudyn, J. Gęga, P. Siemion, Obliczenia w chemii ogólnej, Wyd.WIPMiFS PCz., Częstochowa 2005 3. A. Kisza, Elektrochemia, WNT, Warszawa 2003 4. H. Bala., Wstep do chemii materiałów, WNT, Warszawa 2003 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr Krystyna Giza giza@wip.pcz.pl MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W01, K_W03, K_W05, K_U04 K_W03, K_W05, K_U04 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny C1, C2 W1, W2 1, 2, 3 P1, P2 C1-C6 C1 W3, W4, W5 1, 3 P2 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 EK1 Student zna Student zna Student zna Student posiada Brak znajomości podstawowe podstawowe podstawowe wiedzę teoretyczną podstaw pojęcia takie jak pojęcia takie jak pojęcia takie jak dotyczącą podstaw elektrochemii i elektroda, elektroda, elektroda, elektrochemii oraz termochemii. półogniwo, ogniwo. półogniwo, ogniwo. półogniwo, ogniwo. termochemii i Umie obliczyć SEM Umie obliczyć Umie obliczyć potrafi ją ogniwa dla potencjał potencjał wykorzystać do warunków równowagowy równowagowy rozwiązywania standardowych, elektrody i SEM elektrody i SEM zadań potrafi wskazać ogniwa dla ogniwa dla rachunkowych. reakcję utleniania i warunków dowolnych redukcji. standardowych. warunków temp., Potrafi poprawnie ciśnienia i stężenia. podać równania Potrafi poprawnie reakcji podać równania elektrodowych zachodzących reakcji w elektrodowych ogniwie, wskazać zachodzących w reakcję utleniania i ogniwie, wskazać redukcji. Zna prawa reakcję utleniania i Faradaya. Potrafi redukcji, kierunek podać produkty przepływu 4
elektrolizy wodnych roztworów elektrolitów wydzielanych elektrodach obojętnych. Wie co to są reakcje egzoi endoenergetyczne elektronów. Zna prawa Faradaya i potrafi je na wykorzystać. Potrafi podać produkty elektrolizy wodnych roztworów elektrolitów wydzielanych elektrodach obojętnych. Prawidłowo zapisuje na reakcje przebiegajace na elektrodach podczas procesu elektrolizy. Potrafi obliczać efekty cieplne towarzyszące reakcjom chemicznym. EK2 Student nie zna Student posiada Student posiada Student posiada Student posiada podstawowych wiedzę dotyczącą wiedzę dotyczącą wiedzę dotyczącą wiedzę dotyczącą rodzajów ogniw ich podziału ogniw, rodzajów ogniw, ich różnych rodzajów rodzajów ogniw, ich zastosowania, potrafi podać zastosowania. Zna ogniw, ich zastosowania, zasad działania, przykład ogniwa zasadę działania zastosowania, zasad działania, budowy. Nie potrafi pierwotnego, oraz budowę zasad działania, budowy. wymienić wtórnego oraz wybranego ogniwa. budowy. Zna zalety Zna zalety i wady podstawowych paliwowego i Potrafi wymienić i wady poszczególnych zalet i wad ogniw. określić ich podstawowowe poszczególnych rodzajów ogniw zastosowanie. zalety i wady rodzajów ogniw ogniw. 5
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE (strona www WIPMiFS PCZ) 1. Regulamin i harmonogram ćwiczeń znajdują się gablocie informacyjnej Katedry Chemii. 2. Rozkład konsultacji jest dostępny na stronie internetowej Politechniki Częstochowskiej oraz na tabliczkach informacyjnych umieszczanych na drzwiach gabinetów pracowników oraz w sekretariacie Katedry Chemii. 3. Informacje na temat regulaminu i harmonogramu ćwiczeń, warunków zaliczenia przedmiotu oraz godzin konsultacji przekazywane są także bezpośrednio na zajęciach. 6