Chemia procesów pozyskiwania energii

Nazwa przedmiotu:
Chemia procesów pozyskiwania energii
Chemistry of energy receiving processes
Kierunek:
Kod przedmiotu:
Zarządzanie i Inżynieria Produkcji
Rodzaj przedmiotu:
Poziom studiów:
przedmiot z oferty
4
studia I stopnia
ZIP.PK.O.4.4.
forma studiów:
studia zaoczne
Rok: III
Semestr: V
Rodzaj zajęć:
Liczba godzin/tydzień:
Liczba punktów:
Wyk. Ćwicz. Lab. Sem. Proj.
1W, 2Ć, 0, 0, 0
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.
2h
2h
2h
2h
2h
2h
2h
4h
4h
4h
4h
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
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
10W 20C
®
30h
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą
15 h
Przygotowanie do ćwiczeń
10 h
Suma
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS
DLA PRZEDMIOTU
å
55 h
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 [email protected]
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
C1-C6
W3, W4, W5
1, 2, 3
P1, P2
1, 3
P2
C1
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY
Na ocenę 2
EK1
Student
posiada
wiedzę teoretyczną
dotyczącą podstaw
elektrochemii oraz
termochemii
i
potrafi
ją
wykorzystać
do
rozwiązywania
zadań
rachunkowych.
Brak
znajomości
podstaw
elektrochemii
i
termochemii.
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Na ocenę 5
Student
zna
podstawowe
pojęcia takie jak
elektroda,
półogniwo, ogniwo.
Umie obliczyć SEM
ogniwa
dla
warunków
standardowych,
potrafi
wskazać
reakcję utleniania i
redukcji.
Student
zna
podstawowe
pojęcia takie jak
elektroda,
półogniwo, ogniwo.
Umie
obliczyć
potencjał
równowagowy
elektrody i SEM
ogniwa
dla
warunków
standardowych.
Potrafi poprawnie
podać
równania
reakcji
elektrodowych
zachodzących
w
ogniwie, wskazać
reakcję utleniania i
redukcji. Zna prawa
Faradaya. Potrafi
podać
produkty
Student
zna
podstawowe
pojęcia takie jak
elektroda,
półogniwo, ogniwo.
Umie
obliczyć
potencjał
równowagowy
elektrody i SEM
ogniwa
dla
dowolnych
warunków temp.,
ciśnienia i stężenia.
Potrafi poprawnie
podać
równania
reakcji
elektrodowych
zachodzących
w
ogniwie, wskazać
reakcję utleniania i
redukcji, kierunek
przepływu
4
elektrolizy wodnych
roztworów
elektrolitów
wydzielanych
na
elektrodach
obojętnych. Wie co
to są reakcje egzoi endoenergetyczne
EK2
Student
posiada
wiedzę dotyczącą
rodzajów ogniw, ich
zastosowania,
zasad
działania,
budowy.
Zna zalety i wady
poszczególnych
rodzajów ogniw
Student nie zna
podstawowych
rodzajów ogniw ich
zastosowania,
zasad
działania,
budowy. Nie potrafi
wymienić
podstawowych
zalet i wad ogniw.
Student
posiada
wiedzę dotyczącą
podziału
ogniw,
potrafi
podać
przykład
ogniwa
pierwotnego,
wtórnego
oraz
paliwowego
i
określić
ich
zastosowanie.
Student
posiada
wiedzę dotyczącą
rodzajów ogniw, ich
zastosowania. Zna
zasadę
działania
oraz
budowę
wybranego ogniwa.
Potrafi
wymienić
podstawowowe
zalety
i
wady
ogniw.
elektronów.
Zna
prawa Faradaya i
potrafi
je
wykorzystać
.
Potrafi
podać
produkty elektrolizy
wodnych
roztworów
elektrolitów
wydzielanych
na
elektrodach
obojętnych.
Prawidłowo
zapisuje
reakcje
przebiegajace na
elektrodach
podczas procesu
elektrolizy. Potrafi
obliczać
efekty
cieplne
towarzyszące
reakcjom
chemicznym.
Student
posiada
wiedzę dotyczącą
różnych rodzajów
ogniw,
ich
zastosowania,
zasad
działania,
budowy. Zna zalety
i
wady
poszczególnych
rodzajów 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