Fizyko-chemiczne metody charakteryzowania materiałów

Podstawy wiedzy z chemii ogólnej na poziomie licencjatu

przedmiot obligatoryjny

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: godziny kontaktowe przewidziane w planie studiów dla danego przedmiotu (suma godzin wszystkich form zajęć z przedmiotu), godziny konsultacji indywidualnych studenta/słuchacza/ uczestnika kursu: 85

2. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta/słuchacza/uczestnika kursu potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu, tj. wcześniejsze przygotowanie i uzupełnienie notatek; zebranie i wybór odpowiednich materiałów do zajęć, wymagane powtórzenie materiału, pisanie prac, projektów, czytanie literatury: 35

3. Czas wymagany do przygotowania się i do uczestnictwa w procesie oceniania (np. w egzaminach), 30

150 godz.:25 h/ECTS =( 6 ECTS)

W1: Posiada wiedzę na temat identyfikacji materiałów różnego typu (związków nieorganicznych, organicznych, polimerowych) prostymi metodami fizykochemicznymi – K_W01.

W 2: Ma wiedzę na temat chemicznej analizy jakościowej związków organicznych i nieorganicznych – K_W01.

W3: Zna podstawy teoretyczne pomiaru barwności materiałów – K_W01.

W4: Posiada wiedzę na temat mięknięcia i płynięcia tworzyw sztucznych – K_W01.

W5: Posiada wiedzę na temat stopnia krystaliczności tworzyw semikrystalicznych – K_W01.

W6: Zna podstawowe informacje dotyczące przewodnictwa elektrycznego materiałów – K_W01.

W7: Zna metody pomiaru przewodnictwa elektrycznego – K_W01.

W8: Posiada podstawowe informacje na temat izolatorów i elektretów – K_W01.

W9: Dysponuje podstawową wiedzą na temat współczesnych trendów w chemii polimerowych materiałów elektroaktywnych. – K_W01.

U1: Posiada umiejętność identyfikacji związków nieorganicznych i organicznych oraz oznaczania ich właściwości fizycznych – K_U05.

U2: Posiada umiejętność identyfikacji tworzyw sztucznych za pomocą metody płomieniowej i rozpuszczalnikowej – K_U05, K_U06

U3: Potrafi przeprowadzić pomiar barwności materiałów – K_U05,

U4: Potrafi wykonać samodzielnie pomiar gęstości poliolefin metodą miareczkowania densytometrycznego – K_U05, K_U06

U5: Potrafi wyznaczyć temperaturę mięknięcia wg. Vicata – K_U05,

U6: Potrafi wyznaczyć energię aktywacji przewodnictwa elektrycznego i zinterpretować uzyskany wynik. – K_U05, K_U06

K1: - potrafi samodzielnie pracować i efektywnie organizować pracę –K_K01

K2: dostrzega problem i potrafi go rozwiązać – K_K05

K3: poprawnie formuje wnioski - K_K05

K4: potrafi systematyczne i sumiennie pracować - K_K06

K5:potrafi pracować w grupie- K_K02

Wykład:

Wykład konwencjonalny z wykorzystaniem technik multimedialnych.

Laboratorium:

Samodzielna praca laboratoryjna, metoda eksperymentu.

- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny

- doświadczeń
- laboratoryjna
- obserwacji

Przedmiot obejmuje podstawowe zagadnienia dotyczące fizykochemicznych metod charakteryzacji właściwości materiałów różnego typu i pochodzenia. W ramach zajęć omawiane są podstawowe właściwości fizykochemiczne cieczy i ciał stałych, elementy chemicznej analizy jakościowej związków nieorganicznych i organicznych. Ponadto w programie przewidziane są metody identyfikacji i badania właściwości fizykochemicznych materiałów polimerowych.

Wykład

1. Podział i ogólna charakterystyka materiałów (substancje pochodzenia naturalnego i syntetyczne; substancje nieorganiczne i organiczne; ceramika, polimery, kompozyty, metale i stopy, materiały tekstylne, drewniane i papiernicze).

2. Podstawowe właściwości fizykochemiczne materiałów- morfologia, mikrostruktura, właściwości termiczne, mechaniczne, optyczne, gęstość, porowatość, temperatura topnienia i wrzenia, współczynnik załamania światła cieczy, lepkość, rozpuszczalność, skręcalność optyczna.

3. Metody wyznaczania właściwości mechanicznych i optycznych materiałów.

4. Metody oznaczania gęstości, współczynnika zalamania światła, temperatury topnienia i wrzenia.

5. Badanie składu materiałów – analiza elementarna (oznaczanie zawartości pierwiastków).

6. Chemiczna analiza jakościowa materiałów. Wybrane elementy analizy substancji nieorganicznych (analiza kationów i anionów w ukladach złożonych).

7. Wybrane elementy analizy substancji organicznych (metody identyfikacji grup funkcyjnych w związkach organicznych).

8. Identyfikacja płomieniowa materiałów polimerowych

9. Barwa i pomiary barwności materiałów

10. Mięknięcie i płynięcie tworzyw amorficznych

11. Analiza stopnia krystaliczności tworzyw semikrystalicznych

12. Przewodnictwo elektryczne tworzyw

13. Metody pomiaru przewodnictwa elektrycznego

14. Izolatory i elektrety – pomiar stałej dielektrycznej materiałów izolacyjnych

15. Nowe trendy w chemii polimerowych materiałów elektroaktywnych

Laboratorium

1. Wyznaczanie gęstości ciał stałych i ciekłych za pomocą wagi hydrostatycznej, piknometru i areometru;

2.Wyznaczanie temperatury topnienia substancji organicznych za pomocą stolików Boetiusa;

3. Wyznaczanie temperatury wrzenia substancji organicznych podczas destylacji;

4. Wyznaczanie współczynnika załamania światła cieczy za pomocą refraktometru;

5. Wyznaczanie rozpuszczalności wybranych substancji nieorganicznych i organicznych;

6. Oznaczanie zawartości wody w próbkach stałych;

7. Analiza elementarna

8. Wybrane zagadnienia chemicznej analizy jakościowej – oznaczanie substancji nieorganicznych w mieszaninach, analiza grup funkcyjnych w związkach organicznych;

9. Identyfikacja płomieniowa tworzyw sztucznych

10. Badanie barwności tworzyw

11. Badanie temperatury mięknięcia tworzyw termoplastycznych wg. Vicata.

12. Pomiar gęstości tworzyw metodą miareczkowania densytometrycznego.

1. Dereń J., Haber J., Pampuch R., Chemia ciała stałego, PWN, Warszawa 1975.

2. Dryński T., Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa 1978.

3. Szydłowski H., Pracownia fizyczna wspomagana komputerem, PWN, Warszawa 2003.

4. Minczewski J. Marczenko Z., Chemia analityczna t.1 Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa. PWN, Warszawa 2001.

5. Drożdż B., Analiza Organiczna , Kraków 2010 (http://web.archive.org/web/20110706013624/http://farmacja.cm-uj.krakow.pl/~mkz/ANALIZA_ORGANICZNA_2010.pdf)

6. Broniewski T., Kapko J., Płaczek W., Thomalla J., Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa 2000.

7. Przygocki W., Metody fizyczne badań polimerów, PWN, Warszawa 1990.

8. Brundle Richard C., Evans Charles A., Wilson Sham Jr., Encyclopedia of materials characterization BUTTERWORTH-HEINEMANN London 1992

Wykład: egzamin ustny

Laboratorium: Ocena końcowa jest sumą punktów uzyskanych za wykonanie i poprawne opracowanie zadań eksperymentalnych

Nie dotyczy