Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Inżynieria procesowa
Sylabus przedmiotu Kinetyka i kataliza reakcji chemicznych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Kinetyka i kataliza reakcji chemicznych | ||
| Specjalność | Eksploatacja instalacji przemysłu petrochemicznego | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Rafal Pelka <Rafal.Pelka@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Rafal Pelka <Rafal.Pelka@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka, fizyka, chemia na poziomie szkoły średniej. Chemia fizyczna, informacje na temat elementów katalizy i zjawisk powierzchniowych. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Student pozna naukowe podstawy najważniejszych przemysłowych procesów katalitycznych. |
| C-2 | Student pozna rozwiązania technologiczno-inżynieryjne z zakresu przemysłowych procesów katalitycznych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Termodynamika chemiczna, równowagi chemiczne, równowagi fizyczne - wybrane problemy obliczeniowe i koncepcyjne. | 2 |
| T-A-2 | Zjawiska powierzchniowe - wybrane zagadnienia obliczeniowe. | 2 |
| T-A-3 | Kinetyka katalitycznych reakcji chemicznych - wybrane zagadnienia obliczeniowe i koncepcyjne. | 6 |
| T-A-4 | Praktyczne aspekty katalizy, wybrane technologie katalityczne stosowane w nowoczesnym przemyśle: obliczenia kinetyczne i termochemiczne, elementy projektowania. | 5 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe pojęcia kinetyki chemicznej: Ustalanie równania kinetycznego; Wpływ stężenia i temperatury; Równanie Arrheniusa; Interpretacja molekularna zjawisk kinetycznych; Teoria zderzeń; Teoria kompleksu aktywnego. Podstawowe wiadomości z termodynamiki reakcji chemicznych. | 5 |
| T-W-2 | Wybrane przykłady kinetyki złożonych reakcji chemicznych. Przybliżenie stanu stacjonarnego. Etap limitujący szybkość. Reakcje pierwszego, drugiego i trzeciego rzędu, reakcje osiągajace stan równowagi, elementarne reakcje równoległe, następcze, reakcje łancuchowe. Reakcje autokatalityczne. Reakcje kontrolowane dyfuzyjnie i aktywacyjnie | 3 |
| T-W-3 | Wprowadzenie do katalizy: zjawisko katalizy; aktywność, selektywność i stabilność katalizatorów; podział katalizatorów; porównanie katalizy heterogenicznej i homogenicznej. | 2 |
| T-W-4 | Kinetyka reakcji katalitycznych (kataliza heterogeniczna); Etapy reakcji katalitycznej; Podstawowe pojęcia z zakresu adsorpcji na powierzchni ciał stałych; Izotermy adsorpcji dla adsorpcji niedysocjacyjnej, dysocjacyjnej i wieloskładnikowej. | 4 |
| T-W-5 | Kataliza homogeniczna. | 2 |
| T-W-6 | Kataliza heterogeniczna: podstawy teoretyczne; produkcja katalizatorów. Produkcja związków nieorganicznych i organicznych; ochrona środowiska. | 7 |
| T-W-7 | Elektrokataliza. Fotokataliza. Biokataliza. | 2 |
| T-W-8 | Projektowanie, rozwój i testowanie katalizatorów. Metody charakteryzacji katalizatorów. Reaktory katalityczne. Regeneracja katalizatorów. | 5 |
| T-W-9 | Analiza wybranych procesów katalitycznych stosowanych w praktyce przemysłowej. | 15 |
| 45 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | Przygotowanie do zaliczenia | 5 |
| A-A-3 | Czytanie literatury przedmiotowej | 5 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 45 |
| A-W-2 | Czytanie literatury zwiazanej z tematyka wykładów. | 5 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | Ćwiczenia przedmiotowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Kolokwium. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C10-11_W01 Student dysponuje wiedzą z zakresu: terminologii, pojęć i problemów dotyczących zjawisk powierzchniowych i katalizy, preparatyki, budowy i właściwości katalizatorów oraz technologii przetwarzania paliw z zastosowaniem metod katalitycznych, ze szczególnym uwzględnieniem stosowanych w tych metodach katalizatorów. | ICHP_2A_W07, ICHP_2A_W06, ICHP_2A_W05 | — | — | C-2, C-1 | T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-4, T-W-1, T-W-2 | M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C10-11_U01 Student potrafi analizować przemysłowe procesy katalityczne z uwzględnieniem obecnego stanu techniki. | ICHP_2A_U02, ICHP_2A_U12, ICHP_2A_U15, ICHP_2A_U11 | — | — | C-2, C-1 | T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9 | M-1, M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C10-11_K01 Student będzie umiał dobrać katalizator do danego procesu technologicznego. Zrozumie swoją odpowiedzialność przy opracowaniu procesu cząstkowego, który ma wpływ na ekonomię danego zakładu. | ICHP_2A_K04, ICHP_2A_K01, ICHP_2A_K02 | — | — | C-2, C-1 | T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C10-11_W01 Student dysponuje wiedzą z zakresu: terminologii, pojęć i problemów dotyczących zjawisk powierzchniowych i katalizy, preparatyki, budowy i właściwości katalizatorów oraz technologii przetwarzania paliw z zastosowaniem metod katalitycznych, ze szczególnym uwzględnieniem stosowanych w tych metodach katalizatorów. | 2,0 | |
| 3,0 | 60 % prawidłowych odpowiedzi na zaliczeniu pisemnym. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C10-11_U01 Student potrafi analizować przemysłowe procesy katalityczne z uwzględnieniem obecnego stanu techniki. | 2,0 | |
| 3,0 | 60% prawidłowych odpowiedzi na zaliczeniu pisemnym. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C10-11_K01 Student będzie umiał dobrać katalizator do danego procesu technologicznego. Zrozumie swoją odpowiedzialność przy opracowaniu procesu cząstkowego, który ma wpływ na ekonomię danego zakładu. | 2,0 | |
| 3,0 | 60% prawidłowych odpowiedzi na zaliczeniu pisemnym. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Barbara Grzybowska-Świerkosz, Elementy katalizy heterogenicznej, PWN, 1993
- ed. G. Ertl, H.Knoezinger, Handbook of Heterogeous Catalysis, Wiley-VCH, 2000
- Jens Hagen, Industrial catalysis : a practical approach, Wiley-VCH, Weinham, 1999
- Jacek Molenda, Procesy wodorowe w przemyśle rafineryjno - petrochemicznym, WNT, Warszawa, 1980
- ed. J. R. Jennings, Catalytic ammonia synthesis. Fundamentals and Practice, Plenum Press, New York, 1991
- Gadi Rothenberg, Catalysis : concepts and green applications, 2017
- Arno Behr, Peter Neubert, Applied homogeneous catalysis, 2012