Kataliza i procesy katalityczne 0310-TCH-S1

Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 1
Kierunek i poziom studiów: Technologia Chemiczna poziom I
Sylabus modułu: Kataliza i procesy katalityczne 0310-TCH-S1-022
Nazwa wariantu modułu (opcjonalnie): 1. Informacje ogólne
koordynator modułu
rok akademicki
semestr
forma studiów
sposób ustalania oceny
końcowej modułu
informacje dodatkowe
prof. dr hab. inż Stanisław Krompiec
2014/2015
IV (letni)
studia inżynierskie I stopnia - stacjonarne
Egzamin końcowy obejmujący wykład i laboratorium
Średnia arytmetyczna przedmiotów wchodzących w skład modułu
2. Opis zajęć dydaktycznych i pracy studenta
nazwa
Wykład
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
kod
0310-TCH-S1022_fs_1
prof. dr hab. inż Stanisław Krompiec
1
1. Kataliza i katalizatory, inhibitor i inicjator reakcji, kataliza homogeniczna i
heterogeniczna – definicje podstawowe. – 2h
2. Pierwiastki i związki chemiczne jako katalizatory reakcji chemicznych (metale,
metale na nośnikach, tlenki metali). -2h
3. Katalizatory: kwasy i zasady Lewisa i Bronsteda, super-kwasy i super-zasady,
katalizatory przeniesienia międzyfazowego, kompleksy metali, enzymy,
koenzymy i inne). – 2h
4. Kataliza w układach biologicznych: fotosynteza, oddychanie, wiązanie azotu,
synteza biocząsteczek w organizmach żywych, enzymy jako biokatalizatory. –
2h
5. Wybrane procesy przemysłowe z udziałem katalizatorów homogenicznych –
aspekty chemiczne i inżynierskie. – 2h
6. Wybrane procesy przemysłowe z udziałem katalizatorów heterogenicznych –
aspekty chemiczne i inżynierskie. – 2h
7. Katalizatory w syntezie farmaceutyków; synteza asymetryczna, przekształcenia
asymetryczne. – 2h
8. Katalizatory w ochronie środowiska: katalizatory samochodowe, znaczenie
selektywnych układów katalitycznych. – 2h
9. Chemo-, regio- i stereoselektywność reakcji z udziałem katalizatorów. – 2h
10. Mechanizmy reakcji katalitycznych – homo- i heterogenicznych; analiza
wybranych reakcji homo- i heterogenicznych. – 2h
11. Projektowanie katalizatorów: metody obliczeniowe, screening układów
katalitycznych, planowanie. – 2h
12. Zalety i wady katalizy homo- i heterogenicznej; immobilizacja katalizatorów
homogenicznych. – 2h
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
str. 2
13. Kompleksy metali jako katalizatory reakcji – struktura a aktywność
katalityczna. – 2h
14. Reaktory do procesów katalitycznych – przykłady. – 2h
15. Procesy kontaktowe, przykłady. – 2h
Jak w opisie
30
20
Praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne przyswojenie
wiedzy odnośnie wskazanych zagadnień na wykładzie.
Wykład raz w tygodniu 2 godziny – sala 73 Instytutu Chemii
1. F. Pruchnik, Kataliza homogeniczna, PWN, W-wa 1993.
2. Zenon Sarbak Kataliza w ochronie środowiska, UAM w Poznaniu 2004
B. Viswanathan, S. Sivasanker, A. V. Ramaswamy „Catalysis: Principles and
Applications” Narosa Publishing House
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
http://www.inorganic.us.edu.pl/?page_id=24
nazwa
kod
Laboratorium
0310-TCH-S1022_fs_2
Pracownicy i doktoranci Zakład Chemii Nieorganicznej, Metaloorganicznej i Katalizy
Max. 10 osób
1. BHP zajęcia organizacyjne – 1h
Ćwiczenia laboratoryjne obejmujące syntezę wybranych katalizatorów oraz reakcje z
ich wykorzystaniem.
Wybrane katalizatory:
1. chlorodyhydrokarbonyltris(trifenylofosfina)ruten(II) – [RuClH(PPh3)3]
2. dichlorotris(trifenylofosfina)ruten(II) - [RuCl2(PPh3)3]
3. trans-dichlorobis(trifenylofosfina)pallad(II) – trans- [PdCl2(PPh3)3]
4. bis(2,4-pentanodioniano)pallad(II) – [Pd(acac)2]
5. dichlorobis(trifenylofosfina)nikiel(II) – [NiCl2(PPh3)3]
6. Chlorek benzylotrietyloamoniowy
Wybrane reakcje katalityczne
1. Katalizowana przez chlorodyhydrokarbonyltris(trifenylofosfina)ruten(II)
izomeryzacja 1,2-metylenodioksy-4-(2-propenylo)benzenu do mieszaniny (E)i (Z)-1,2-metylenodioksy-4-(1-propenylo) benzenów.
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
str. 3
2. Katalizowana przez chlorodyhydrokarbonyltris(trifenylofosfina)ruten(II)
izomeryzacja oleju słonecznikowego.
3. Katalizowana przez chlorodyhydrokarbonyltris(trifenylofosfina)ruten(II)
izomeryzacja (3-butenylo)benzenu do mieszaniny (E)- i (Z)-(1-butyleno)
benzenów.
4. Katalizowana przez uwodniony trichlorek rutenu metatetyczna polimeryzacja
bicyklo[2.2.1]hepta-2,5-dienu (norbornadienu) z otwarciem pierścienia
(ROMP).
5. Katalizowana przez kompleksy palladu synteza 5,5’-dibrompoirydyny w
reakcji sprzęgania 4-bromo-2-tributylostannylopirydynyz 4-bromo-2jodopirydyną.
6. Katalizowana przez układ eter koronowy – zasada izomeryzacja związku
allilowego do 1-propenylowego.
7. Otrzymywanie dihydroksybifenylu w reakcji utleniającego sprzęgania fenolu
wobec trichlorku żelaza.
8. Synteza eteru allilowo-tymolowego w reakcji alkilowania tymolu bromkiem
allilu w warunkach PTC.
9. Synteza N-allilokarbazolu w reakcji alkilowania karbazolu bromkiem allilu w
warunkach PTC.
10. Synteza acetalu butylowo-pentylowegopropanolu w reakcji addycji 1pentanolu do eteru allilowu-butylowego katalizowana przez [RuCl2(PPh3)3]
Student otrzymuje wybrane ćwiczenie do wykonania (5 ćwiczeń) 5 * 8 h = 45 h
Odrabianie zajęć – 4h
Jak w opisie
45
60
Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych oraz sprawdzianów przez samodzielną
pracę z literaturą w tym opracowanie materiałów z wykładów. Przygotowanie
sprawozdań z wykonanych ćwiczeń.
sala 10 Instytutu Chemii
15 wykładów po 2h każdy
1. Literatura podana do wykładu
2. Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych (strona Zakładu)
Kataliza heterogeniczna - wybrane zagadnienia do ćwiczeń laboratoryjnych
Wydawnictwo Naukowe UAM
http://www.inorganic.us.edu.pl/?page_id=24
kod
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
0310-TCH-S1022_fs_3
Konsultacje
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
str. 4
prof. dr hab. Stanisław Krompiec
Według potrzeb
Konsultacje bezpośrednie mające na celu pomoc w rozwiązywaniu bieżących
trudności wynikających z realizacji treści programowych modułu.
Jak w opisie modułu
7,5
0
Indywidualne lub grupowe konsultacje
Taka jak dla Wykładu
Taka jak dla Wykładu
3. Opis sposobów weryfikacji efektów kształcenia modułu
Nazwa:
Egzamin
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(-e)
weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
kod
0310-TCH-S1022_w_1
0310-TCH-S1-022_fs_1
prof. dr hab. inż Stanisław Krompiec
1
Zagadnienia przedstawione podczas wykładu
Skala ocen:
51 - 57 % prawidłowych odpowiedzi – 3,0
58 - 66% prawidłowych odpowiedzi – 3,5
67 - 74% prawidłowych odpowiedzi – 4,0
75 - 83% prawidłowych odpowiedzi – 4,5
84 - 100% prawidłowych odpowiedzi – 5,0
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 5
przebieg procesu
Egzamin pisemny. Czas trwania 120 minut.
weryfikacji
informacje dodatkowe
Nazwa:
Kolokwium pisemne
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(-e)
weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje dodatkowe
Nazwa:
Sprawozdanie
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(-e)
weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
kod
0310-TCH-S1022_w_2
0310-TCH-S1-022_fs_2
Pracownicy i doktoranci Zakład Chemii Nieorganicznej, Metaloorganicznej i
Katalizy
Max. 10 osób
Umiejętność rozwiązywania zagadnień problemowych z zakresu podstaw
katalizy.
Znajomość zagadnień poruszanych na wykładzie oraz podanych w instrukcjach
do ćwiczeń laboratoryjnych (umieszczonych na stronie www Zakładu)
Skala ocen:
51 - 57 % prawidłowych odpowiedzi – 3,0
58 - 66% prawidłowych odpowiedzi – 3,5
67 - 74% prawidłowych odpowiedzi – 4,0
75 - 83% prawidłowych odpowiedzi – 4,5
84 - 100% prawidłowych odpowiedzi – 5,0
Jedno kolokwium pisemne, czas trwania 45 minut
kod
0310-TCH-S1022_w_3
0310-TCH-S1-022_fs_2
Pracownicy i doktoranci Zakład Chemii Nieorganicznej, Metaloorganicznej i
Katalizy
Prawidłowe przeprowadzenie ćwiczeń laboratoryjnych, wyciągnięcie
odpowiednich wniosków
Poprawność merytoryczna wykonania ćwiczenia (40 %), sposób i prawidłowość
sformułowania wniosków z przeprowadzonego ćwiczenia oraz uzyskanych
wyników (60 %)
Student oddaje pisemne sprawozdanie w przeciągu dwóch tygodni od
wykonania danego ćwiczenia obrazujące proces otrzymania zadanego związku
(wraz z obliczeniami wydajności).
Sprawozdanie zostaje ocenione przez prowadzącego w terminie siedmiu dni.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 6
informacje dodatkowe
Nazwa:
Ocenianie ciągłe
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(-e)
weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje dodatkowe
kod
0310-TCH-S1022_w_4
0310-TCH-S1-022_fs_2
Pracownicy i doktoranci Zakład Chemii Nieorganicznej, Metaloorganicznej i
Katalizy
Wiedza przekazana na wykładzie oraz podczas samodzielnej pracy z wskazaną
literaturą.
Ocenianie wiedzy merytorycznej podczas dyskusji w czasie wykładów,
konwersatoriów i ćwiczeń. Ocenianie umiejętności praktycznych podczas zajęć
laboratoryjnych.
Ocenianie ciągłe.