Elektrochemia nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

Elektrochemia

nazwa przedmiotu

SYLABUS

A. Informacje ogólne

Elementy składowe sylabusu

Opis

Nazwa jednostki

prowadzącej kierunek Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Chemii Nazwa kierunku studiów Chemia

Poziom kształcenia Studia drugiego stopnia Profil studiów Ogólnoakademicki Forma studiów Stacjonarne Kod przedmiotu 0200-CS2-2ETC Język przedmiotu polski

Rodzaj przedmiotu Przedmiot obowiązkowy, moduł do wyboru Rok studiów /semestr I rok/II semestr

Wymagania wstępne (tzw.

sekwencyjny system zajęć i egzaminów)

0200-CS2-1ANI; 0200-CS2-1PRA; 0200-CS2-1EAN Liczba godzin zajęć

dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć

Liczba godzin: 105

Forma prowadzenia zajęć: wykłady 30 godz., seminarium 15 godz., laboratoria 60 godz.

Założenia i cele przedmiotu

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.

Metody dydaktyczne oraz ogólna forma zaliczenia przedmiotu

Wykład, konsultacje

Formy zaliczenia przedmiotu: egzamin

Efekty kształceniaⁱ Odniesienie do kierunkowych

efektów kształcenia 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

K_W01 K_W04

K_W05 K_W07

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

K_U01 K_U03 K_U04 K_U05

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

K_K01 K_K04 K_K06

Punkty ECTS 5 Bilans nakładu pracy

studentaⁱⁱ

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.

Wskaźniki ilościowe

Nakład pracy studenta związany z zajęciamiⁱⁱⁱ: Liczba godzin Punkty ECTS wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 118 4,7

o charakterze praktycznym 95 3,8

Data

opracowania: 30.09.2015 Koordynator

przedmiotu: dr hab. Aneta Petelska

SYLABUS

B. Informacje szczegółowe

Elementy składowe sylabusu Opis

Nazwa przedmiotu Elektrochemia

Kod przedmiotu

Nazwa kierunku

Nazwa jednostki prowadzącej kierunek

Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Chemii

Język przedmiotu

Rok studiów/ semestr

Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć

Wykład 30 godzin

Prowadzący

Treści merytoryczne przedmiotu

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.

Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji

Egzamin pisemny: K_W01, K_W05, K_U04, K_K01

Forma i warunki zaliczenia przedmiotu

Zaliczenie laboratorium i seminarium jest warunkiem niezbędnym do przystąpienia do egzaminu.

Egzamin przeprowadzany jest w formie pisemnej.

Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej

Literatura podstawowa:

Libuś W., Libuś Z. 1987. Elektrochemia, PWN, Warszawa.

Barrow G.N. 1978. Chemia fizyczna, PWN, Warszawa.Praca zbiorowa.

1980. Chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Brdicka R. 1970. Podstawy chemii fizycznej, PWN, Warszawa.

Praca zbiorowa. 1980. Chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Ościk J. 1983. Adsorpcja, PWN, Warszawa.

Sobczyk L., Kisza A. 1981. Chemia fizyczna dla przyrodników, PWN, Warszawa.

Sobczyk L., Kisza A. 1982. Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Drapała T. 1982. Chemia fizyczna z zadaniami, PWN, Warszawa.

Pigoń K., Ruziewicz Z. 2005. Chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Galus Z. 1979. Elektroanalityczne metody wyznaczania stałych fizykochemicznych, PWN, Warszawa.

……….

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 – 25÷30 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 Opis

Nazwa przedmiotu Elektrochemia

Kod przedmiotu

Nazwa kierunku

Nazwa jednostki prowadzącej kierunek

Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Chemii

Język przedmiotu

Rok studiów/ semestr

Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć

Laboratorium 75 godzin

Prowadzący

Treści merytoryczne przedmiotu

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 Zajęcia uzupełniające

Zajęcia zaliczeniowe

Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji

- 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,

Forma i warunki zaliczenia przedmiotu

Warunkiem zaliczenia laboratorium jest wykonanie części doświadczalnej, złożenie opisowego sprawozdania, zdanie kolokwium do każdego

ćwiczenia z części teoretycznej.

Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej

Literatura podstawowa:

Libuś W., Libuś Z. 1987. Elektrochemia, PWN, Warszawa.

Praca zbiorowa. 1980. Chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Ościk J. 1983. Adsorpcja, PWN, Warszawa.

Sobczyk L., Kisza A. 1981. Chemia fizyczna dla przyrodników, PWN, Warszawa.

Sobczyk L., Kisza A. 1982. Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Drapała T. 1982. Chemia fizyczna z zadaniami, PWN, Warszawa.

Pigoń K., Ruziewicz Z. 2005. Chemia fizyczna, PWN, Warszawa.

Galus Z. 1979. Elektroanalityczne metody wyznaczania stałych fizykochemicznych, PWN, Warszawa.

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 – 25÷30 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.