Chemia gospodarcza

Podstawowa wiedza z zakresu chemii ogólnej, organicznej, fizycznej oraz technologii chemicznej.

1. 60h wykład, 30h ćwiczenia, 30h zajęcia laboratoryjne, tj. 120h kontaktowych,

2. 160 h praca indywidualna,

3. 120 h czas wymagany do przygotowania w procesie oceniania,

4. całkowity czas nakładu pracy studenta to 400h = 400h : 25h/ECTS = 16ECTS.

W1: Ma pogłębioną wiedzę w dziedzinie chemii gospodarczej – K_W02

W2: Posiada wiedzę w zakresie syntezy i charakterystyki związków nieorganicznych i organicznych, adsorbentów, związków naturalnych, metalo-organicznych, polimerów oraz ich praktycznego zastosowania - K_W03

W3: Zna relacje łączące związek chemiczny z procesem technologicznym prowadzącym do jego uzyskania, łącznie z kontrolą jakości produktu oraz zagospodarowaniem odpadów; posiada wiedzę w zakresie umożliwiającym tworzenie i rozwój działalności gospodarczej związanej z wytwarzaniem substancji chemicznych i ich przetwórstwem - K_W05

W4: zna teoretyczne podstawy funkcjonowania chemicznej aparatury naukowej i przemysłowej – K_W09

W5: zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych – K_W15 W6: zna zasady bhp obowiązujące w pracowni - K_W16

U1: Potrafi korzystać z rozszerzonej wiedzy z podstawowych działów chemii oraz twórczo wykorzystać ją w zakresie chemii gospodarczej. - K_U01

U2: posługuje się wiedzą chemiczną w ocenie możliwości realizacji procesu technologicznego, w tym: doboru surowców, kontroli produkcji, zagospodarowania odpadów – K_U02

U3: posiada umiejętność pracy z normami polskimi oraz międzynarodowymi w celu wykonania oznaczania wybranych właściwości fizycznych i chemicznych substancji chemicznych – K_U04

U4: wskazuje zagrożenia i problemy środowiskowe będące wynikiem nieprawidłowo zaplanowanych i przeprowadzonych procesów chemicznych oraz proponuje alternatywne rozwiązania zgodne z zasadami zielonej chemii – K_U10

K1: Posiada świadomość możliwości praktycznego wykorzystania i znaczenia dla gospodarki związków chemicznych i nowych materiałów oraz potencjalnych zagrożeń związanych z ich wykorzystywaniem; potrafi zidentyfikować i rozstrzygnąć związane z tym dylematy - K_K03

K2: zna aspekty prawne, ekonomiczne, środowiskowe i społeczne związane z wytwarzaniem substancji chemicznych, stosowaniem bioenergii oraz utylizacją odpadów przemysłowych i komunalnych; ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane badania i eksperymenty– K_K04

K3: ma świadomość profesjonalizmu, doceniania uczciwości intelektualnej i przestrzegania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób - K_K05

K4: potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych w chemii gospodarczej – K_K06

Wykład:

Wykład konwencjonalny z wykorzystaniem prezentacji multimedialnej i elementami dyskusji.

Ćwiczenia:

Prezentacje, dyskusja, słowna metoda problemowa, metoda projektowa.

Laboratorium:

Samodzielna praca laboratoryjna.

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny

- ćwiczeniowa
- giełda pomysłów
- laboratoryjna

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami komponowania i wytwarzania produktów chemii gospodarczej, z uwzględnieniem surowców podstawowych (np. środków powierzchniowo czynnych, dezynfekujących, wybielających, wypełniaczy itp.), środków zapewniających trwałość produktów (np. konserwanty, antyutleniacze), i odpowiednią postać handlową – barwę, zapach, konsystencję. Przedmiot ma również na celu zwrócenie uwagi na aspekty ekologiczne produkcji i stosowania środków chemii gospodarczej.

Przedmiot obejmuje cztery bloki tematyczne: receptury produktów chemii gospodarczej i metody ich analizy, antyutleniacze i ich analiza, barwniki w chemii kosmetyków i gospodarczej oraz zagadnienia ekologiczne w produkcji kosmetyków, środków chemii gospodarczej.

Wykłady:

Podczas wykładu omówione zostaną główne grupy produktów współczesnej chemii gospodarczej (środki do mycia ręcznego i maszynowego, dezynfekcji, czyszczenia i konserwacji powierzchni różnego typu, czyszczenia i konserwacji galanterii skórzanej, do mycia szyb, do prania i zmiękczania tkanin, kosmetyki samochodowe). Studenci zostaną zapoznani z głównymi składnikami oraz celowością ich zastosowania do otrzymywania danej grupy produktów. Omówione zostaną także podstawowe zasady tworzenia receptur określonych typów produktów.

W ramach bloku tematycznego „Antyutleniacze i ich analiza” omówione zostaną następujące zagadnienia:

- rodzaje i mechanizm powstawania wolnych rodników, reaktywnych form tlenu (RFT) i azotu

- czynniki starzeniowe

- systemy chroniące przed działaniem RFT

- charakterystyka podział i mechanizmy działania przeciwutleniaczy występujących w preparatach kosmetycznych (przeciwutleniacze naturalne, syntetyczne, samoistne – podstawowe, synergistyczne, kompleksujące, inhibitory lipooksygenazy)

- zastosowanie przeciwutleniaczy w przemyśle kosmetycznym

- metody oznaczania właściwości przeciwutleniających preparatów kosmetycznych

Blok tematyczny dotyczący barwników obejmuje:

- zagadnienia związane z pojęciem barwnika i barwy (definicja barwnika, tworzenie handlowych nazw barwników, systemy barw: Ostwalda, Munsella, DIN i NCS, zdefiniowanie określeń chromatyczność i achromatyczność barw, ich odcień, nasycenie, jasność, mieszanie barw i wpływ czynników zewnętrznych na postrzeganie barwy)

- fizyczne podstawy barwności i podstawowe prawa związane z absorpcją promieniowania elektromagnetycznego (schemat Jabłońskiego, prawa Lamberta-Beera, efekty wiążące się z widmami absorpcyjnymi, omówienie takich zjawisk jak: solwatochromia, fotochromia, termochromia, elektrochromia i halochromia)

- chemiczne teorie barwności w zarysie historycznym i elektronowa teoria barwności (zagadnienia związane z powiązaniem struktury związku organicznego z jego barwą na podstawie teorii barwności Witt’a, Nietzki’ego i Armstrong’a oraz Wizinger’a; elektronowe reguły barwności związków organicznych wynikające z: występowania w cząsteczce wiązań pojedynczych i izolowanych podwójnych, obecności podwójnych wiązań sprzężonych, obecności heteroatomu w związkach organicznych, obecności polaryzujących podstawników w układach sprzężonych, jonizacji cząsteczek, obecności konkurencyjnych i skrzyżowanych układów sprzężonych, wpływu czynników sterycznych, wewnętrznych układów metalokompleksowych, reguły barwności Klessingera, traktowania barwnika jako układu chromoforowego)

- podział barwników ze względu na strukturę chemiczną (barwniki trójfenylometanowe: (Ar)2C=Ar, dwufenylometanowe: (Ar)2C=N, polienowe: (—C=C—)n, nitrozowe: —NO, nitrowe: —NO2, iminochinoidowe: N=C6H4=O i N=C6H4=N, chinoidowe: O=C6H4=O, azowe: —N=N—, disiarczkowe: —S—S—)

- wpływ struktury barwnika na absorpcję promieniowania elektromagnetycznego (barwę)

- synteza niektórych barwników stosowanych w kosmetyce (przedstawienie syntezy wybranych barwników z uwzględnieniem ich podziału pod kątem możliwości zastosowania w kosmetykach, podział na barwniki rozpuszczalne w odpowiednio dobranym rozpuszczalniku np. wodzie, alkoholu, tłuszczach, węglowodorach itd., nierozpuszczalne w wodzie i innych zwyczajowo stosowanych w kosmetykach rozpuszczalnikach – tzw. pigmenty, nierozpuszczalne laki będące układem odpowiednio dobranych barwników trwale związanych z nośnikami, najczęściej tlenkiem glinowym lub siarczanem barowym, przedstawienie sposobu znakowania związków organicznych pod kątem możliwości ich zastosowania w kosmetykach.)

W ramach czwartego bloku tematycznego przedstawiona zostanie istota zielonej chemii, rozwój koncepcji zielonej chemii, jej cele i zasady. Omówione będzie otrzymywanie produktów użytecznych przemysłowo, pozyskiwanych z surowców odnawialnych (np. odpadowej biomasy); poszukiwanie nowoczesnych metod syntezy chemicznej z wykorzystaniem bezpiecznych dla środowiska i łatwo dostępnych reagentów (np. wody, dwutlenku węgla, ozonu itp.) oraz biokatalizatorów; zastąpienie w procesach produkcyjnych reagentów niebezpiecznych lub szkodliwych (np. fluorowodór, rozpuszczalniki organiczne, chlor, itd.). Przedstawione zostaną sposoby zagospodarowania zużytych materiałów polimerowych, możliwości recyklingu, stosowanie „bezpiecznych”, biodegradowalnych wyrobów oraz metody oczyszczania powietrza i wody, problem wytwarzania i oszczędzania energii w gospodarce, rola biopaliw.

Ćwiczenia:

Analiza receptur oraz właściwości różnych grup produktów chemii gospodarczej: środków do mycia naczyń, dezynfekcji, czyszczenia i konserwacji powierzchni różnego typu, czyszczenia i konserwacji galanterii skórzanej, do mycia okien, do prania i zmiękczania tkanin, kosmetyków samochodowych. Określenie roli poszczególnych składników w preparacie. Analiza rynku produktów danego typu. Projektowanie nowego wyrobu – od pomysłu do produktu.

Laboratorium:

Analiza jakościowa i ilościowa produktów chemii gospodarczej. Badanie jakości i efektywności działania wybranych preparatów. Analiza składów i zawartości składników kluczowych dla zastosowania danego typu preparatów.

J. Przondo, Związki powierzchniowo czynne i ich zastosowanie w produktach chemii gospodarczej, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom, 2010

R. Zieliński, Surfaktanty: towaroznawcze i ekologiczne aspekty ich stosowania, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej, Poznań, 2000

G. Jakobi, A. Lohr, Detergents and textile washing. Principles and practice, VCH, Dusseldorf, 1987

R.J. Palma, M. Espenscheid, The Complete Guide to Household Chemicals, Prometheus Books, New York, 1995

L. Boliński, Wybrane zagadnienia z chemii gospodarczej. Materiały do ćwiczeń. Wydawnictwo SGGW-AR, Warszawa, 1988

J. Gronowska, Podstawy fizykochemii barwników, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń, 1999

D. R. Waring, G. Hallas, The Chemistry and Application of Dyes, Plenum Press, New York, 1990

H. Zollinger, Color Chemistry, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1987

B. I. Stiepanow, Podstawy chemii i technologii barwników organicznych, WNT, Warszawa, 1980

B.Burczyk, Zielona Chemia- zarys, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2006

B. Burczyk, Zielona Chemia – zrównoważona chemia – perspektywy rozwoju, Przemysł Chemiczny 3,2005,

Witryna Green Chemistry, U.S.Environmental Protection Agency http://www.epa.gov/greenchemistry/

Praca zbiorowa pod red. Grzegorza Schroedera, Kosmetyki - bioaktywne składniki., Kostrzyn, Cursiva, 2012.

Praca zbiorowa pod red. Grzegorza Schroedera, Kosmetyki - chemia dla ciała. Kostrzyn, Cursiva, 2011.

Heike Helen Rech, z niem. przeł. Urszula Szymanderska, Kosmetyki naturalne. Warszawa : Świat Książki, 2006.

Metody oceniania

Wykład: K_W02, K_W03, K_W05, K_U01, K_U02, K_U10, K_K03, K_K04, K_K05, K_K06

Ćwiczenia: K_W02, K_U01, K_U02, K_U04, K_K03, K_K04, K_K05, K_K06

Laboratorium: K_W02, K_W09, K_W15, K_U01, K_U04, K_K03, K_K05, K_K06

Kryteria oceniania:

Wykład: zaliczenie na ocenę na podstawie egzaminu,

wymagany próg na ocenę dostateczną - 50%, dostateczny plus - 61%, dobry - 66%, dobry plus - 76%, bardzo dobry - 81%.

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie przygotowanych prezentacji i wejściówek,

wymagany próg na ocenę dostateczną - 50%, dostateczny plus - 61%, dobry - 66%, dobry plus - 76%, bardzo dobry - 81%.

Laboratorium: zaliczenie na ocenę na podstawie wykonanych ćwiczeń eksperymentalnych i opracowań,

wymagany próg na ocenę dostateczną - 50%, dostateczny plus - 61%, dobry - 66%, dobry plus - 76%, bardzo dobry - 81%.

nie dotyczy