Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Chemia - laboratorium/ Chemistry - Laboratory

Koordynator przedmiotu:

dr inż. Andrzej Ostrowski

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inżynieria Materiałowa

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowy

Kod przedmiotu:

CHL

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2021/2022

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów – 60h. 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji – 17h. 3. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach zaliczeń i egzaminów – 10h. 4. Przygotowanie do zajęć (studiowanie literatury, odrabianie prac domowych itp.) – 15h. 5. Zbieranie informacji, opracowanie wyników – 8h. 6. Przygotowanie sprawozdania, prezentacji, raportu, dyskusji – 10h. 7. Nauka samodzielna – przygotowanie do zaliczenia/kolokwium/ egzaminu – 25h. Sumaryczne obciążenie studenta pracą 145 godz.

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

2,9 ECTS

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

2,1 ECTS

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład0h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium60h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Ukończony przedmiot: Chemia 1 (wykład + ćwiczenia).

Limit liczby studentów:

minimalna liczba studentów: 12

Cel przedmiotu:

1. Zapoznanie studentów z zasadami bezpiecznej pracy laboratoryjnej, podstawowym sprzętem oraz podstawami techniki pracy doświadczalnej. 2. Zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami z chemii ogólnej i nieorganicznej, w tym z: dysocjacją elektrolityczną, równowagami kwasowo-zasadowymi ustalającymi się w roztworach wodnych, reakcjami kompleksowania, reakcjami red-ox oraz zagadnieniami związanymi z równowagami ustalającymi się w roztworach związków trudno rozpuszczalnych. 3. Zapoznanie studentów z metodami syntezy związków nieorganicznych oraz metodami rozdzielania mieszaniny poreakcyjnej poprzez krystalizację. 4. Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami pomiarowymi, m.in.: pomiarem pH metodą potencjometryczną, pomiarami przewodności elektrolitycznej oraz siły elektromotorycznej ogniw galwanicznych. Nabycie umiejętności wykorzystywania uzyskanych wyników do ilościowego opisu zachodzących procesów oraz obliczeń chemicznych związanych ze stechiometrią reakcji i stanem równowagi chemicznej. 4. Poznanie przez studentów właściwości chemicznych drobin trwałych w roztworze wodnym i w fazie stałej oraz nabycie umiejętności badania właściwości chemicznych tych drobin. Nabycie przez studentów umiejętności wykorzystania poznanych właściwości w analizie jakościowej kationów i anionów oraz w analizie zanieczyszczeń wody. 5. Nabycie przez studentów umiejętności planowania oraz wykonywania prostych doświadczeń chemicznych.

Treści kształcenia:

1. Podstawy pracy laboratoryjnej oraz zapoznanie z podstawowym sprzętem laboratoryjnym. Przygotowywanie roztworów o określonym stężeniu. 2. Podstawy preparatyki związków nieorganicznych. 3. Rozdzielanie związków chemicznych metodą krystalizacji. 3. Równowagi jonowe w roztworach wodnych; dysocjacja elektrolityczna elektrolitów mocnych i słabych w reakcjach zobojętnienia; wpływ stężenia słabego elektrolitu na stopień dysocjacji. 4. Właściwości roztworów buforowych; wpływ rozcieńczenia buforu na pH; hydroliza drobin w roztworach wodnych oraz wpływ różnych czynników na hydrolizę. 5. Równowagi w reakcjach kompleksowania; otrzymywanie oraz trwałość związków kompleksowych; badanie właściwości kompleksotwórczych kationów oraz zdolności kompleksujących różnych ligandów. 6. Iloczyn rozpuszczalności; badanie zależności rozpuszczalności substancji od temperatury; strącanie osadów z nasyconych roztworów trudno rozpuszczalnych soli; kolejność strącania osadów soli trudno rozpuszczalnych; strącanie trudno rozpuszczalnych osadów w zależności od stężenia reagentów; wpływ temperatury oraz obecność innych jonów na rozpuszczalność związku słabo rozpuszczalnego w wodzie. 7. Równowagi w reakcjach utelniania-redukcji; potencjał układów red-ox; ogniwa galwaniczne. 8. Metody pomiaru pH oraz przewodności elektrolitycznej, budowa i działanie szklanej elektrody zespolonej i czujnika konduktometrycznego; definicja pH, czynniki wpływające na przewodnictwo elektrolityczne w roztworze. 9. Pojęcie aktywności drobin w roztworze wodnym, siła jonowa roztworu, współczynniki aktywności oraz teoria Debye’a i Hückla. 10. Badanie właściwości zasadowych anionów; równowagi w reakcjach kwasowo-zasadowych. 11. Badanie właściwości chemicznych wybranych drobin. Różnice we właściwościach chemicznych jako podstawa analiza jakościowej kationów i anionów w roztworach wodnych. 12. Korozja i ochrony metali – termodynamiczne podstawy korozji metali; mechanizmy korozji; naturalne środowiska korozyjne; rodzaje zanieczyszczeń korozyjnych; metody zabezpieczania metali przed korozją - inhibitory korozji, dodatki stopowe, powłoki ochronne, ochrona elektrochemiczna. 13. Analiza zanieczyszczeń wody – ocena jakości wody; metody analizy zanieczyszczeń wody; metody oczyszczania i uzdatniania wody.

Metody oceny:

1. Zaliczenie pracowni odbywa się w systemie punktowym. 2. Na wybranych ćwiczeniach będą przeprowadzane pisemne sprawdziany z tematyki poruszanej na danych zajęciach laboratoryjnych (szczegółowe informacje na temat zagadnień obwiązujących na danych ćwiczeniach podane są w instrukcjach do ćwiczeń). Nie ma możliwości poprawy oceny uzyskanej ze sprawdzianu. W przypadku usprawiedliwionej nieobecności na zajęciach, na których odbył się sprawdzian, student ma możliwość napisania go w terminie uzgodnionym z prowadzącym zajęcia. 3. Za pracę doświadczalną na każdych zajęciach można zdobyć maksymalnie od 1 do 4 punktów. Oceniane będą, m.in.: jakość pracy laboratoryjnej, umiejętność przeprowadzenia doświadczeń, prawidłowość wnioskowania, wynik liczbowy oraz sprawozdanie. W przypadku nieobecności na zajęciach, student nie ma możliwość wykonania doświadczeń w innym terminie i punkty za część doświadczalną nie są wówczas przyznawane. 4. Pod koniec semestru odbędzie się sprawdzian podsumowujący, oceniany w skali 0-25 pkt. Warunkiem zaliczenia laboratorium jest zdobycie, co najmniej 12,5 punktu (50%) ze sprawdzianu podsumowującego. W przypadku nie uzyskania wymaganej minimalnej ilości punktów student ma prawo do jednego sprawdzianu poprawkowego, który odbędzie się w terminie podanym w harmonogramie zajęć. 5. Pod koniec semestru każdy student zobowiązany jest do wykonania indywidualnie zadań doświadczalnych (sprawdzian z części doświadczalnej), za które można zdobyć maksymalnie 15 punktów. Podstawowym kryterium oceny tej części pracy studenta będzie rozwiązanie postawionego w zadaniu problemu na drodze doświadczalnej. W przypadku niezrealizowania postawionego celu zadania ocena z części doświadczalnej będzie negatywna (0 punktów). Na ostateczną ocenę ze sprawdzianu z części doświadczalnej będą miały wpływ także takie elementy, jak: umiejętność pracy laboratoryjnej, prawidłowość wnioskowania, uzyskane wyniki oraz opracowane sprawozdanie. Nie ma możliwości poprawy sprawdzianu z części doświadczalnej.

Egzamin:

nie

Literatura:

Literatura podstawowa: 1. Praca zbiorowa, Laboratorium chemii ogólnej i nieorganicznej, Wydział Chemiczny PW, Warszawa, 2000. 2. Praca zbiorowa, Podstawy chemii w inżynierii materiałowej - Laboratorium, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2004. 3. A. Hulanicki, Reakcje kwasów i zasad w chemii analitycznej, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 2012. 4. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 2012. Literatura dodatkowa: 5. K. Juszczyk, J. Nieniewska, Ćwiczenia rachunkowe z chemii ogólnej, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, 1996. 6. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, 1994 i wydania późniejsze (pełny tekst dostępny na libra.ibuk.pl). 7. Z. Gontarz, Związki tlenowe pierwiastków bloku sp, WNT, 2009. 8. Z. Galus (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, PWN, Warszawa, 2011.

Witryna www przedmiotu:

http://aostrowski.ch.pw.edu.pl/Lab-Chemia/

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ChL_W02

Zna metody otrzymywania prostych związków nieorganicznych oraz własności chemiczne drobin trwałych w fazie stałej oraz w roztworach wodnych.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_W03, IM1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG, III.P6S_WG.o

Charakterystyka ChL_W1

Zna podstawowe zagadnienia z chemii nieorganicznej, ze szczególnym uwzględnieniem: równowag ustalających się w roztworze wodnym w reakcjach kwasowo-zasadowych, kompleksowania oraz utleniania-redukcji.
Weryfikacja: Kolokwium zaliczeniowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ChL_U01

Potrafi posługiwać się podstawowym sprzętem laboratoryjnym oraz umie planować i wykonywać proste doświadczenia chemiczne.
Weryfikacja: Ocena studenta w trakcie wykonywania ćwiczeń oraz ocena sprawozdania i kolokwium zaliczeniowe.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_U08, IM1_U14, IM1_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.4.o, III.P6S_UW.3.o

Charakterystyka ChL_U02

Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń potrafi sformułować wnioski dotyczące równowag kwasowo-zasadowych, reakcji kompleksowania oraz red-ox, własności chemicznych drobin.
Weryfikacja: Ocena studenta w trakcie wykonywania ćwiczeń oraz ocena sprawozdania i kolokwium zaliczeniowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_U02, IM1_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK, I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.4.o

Charakterystyka ChL_U03

W trakcie wykonywania doświadczeń stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy
Weryfikacja: Obserwacja i ocena umiejętności studenta w trakcie zajęć.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW

Charakterystyka ChL_U04

Na podstawie wiedzy uzyskanej w trakcie zajęć oraz analizy zalecanej literatury fachowej lub innych źródeł rozwija - poprzez pracę własną - swoje umiejętności i wiedzę nt. przeprowadzania doświadczeń z zakresu chemii nieorganicznej.
Weryfikacja: Ocena studenta w trakcie wykonywania ćwiczeń oraz ocena sprawozdań.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UU

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka ChL_K01

Razem z innymi uczestnikami zespołu aktywnie współpracuje nad przeprowadzeniem doświadczenia oraz opracowaniem wyników. Posiada także zdolność samodzielnej pracy zarówno podczas wykonywania doświadczeń jak i opracowania wyników. W trakcie prac zespołu dzieli się sposób konstruktywny posiadaną wiedzą i umiejętnościami z innymi uczestnikami. Umie odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania.
Weryfikacja: Wykonanie doświadczeń w zespole oraz samodzielnie; ocena sprawozdania z wykonania ćwiczenia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IM1_K04, IM1_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, I.P6S_KO