ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2013/2014 / Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej / Ochrona środowiska (S2) / Analityka w ochronie środowiska / Sylabus przedmiotu

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Ochrona środowiska (S2)
specjalność: Analityka w ochronie środowiska

Sylabus przedmiotu Procesy reaktorowe:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Ochrona środowiska
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Procesy reaktorowe
Specjalność	Procesy i aparaty w ochronie środowiska
Jednostka prowadząca	Katedra Chemii Organicznej i Chemii Fizycznej
Nauczyciel odpowiedzialny	Wiesław Parus <Wieslaw.Parus@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Janina Możejko <Janina.Mozejko@zut.edu.pl>, Magdalena Olszak-Humienik <Magdalena.Olszak-Humienik@zut.edu.pl>, Andrzej Wieczorek <Andrzej.Wieczorek@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	2,0	ECTS (formy)	2,0
Forma zaliczenia	egzamin	Język	polski
Blok obieralny	4	Grupa obieralna	1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	1	30	1,0	0,41	zaliczenie
wykłady	W	1	30	1,0	0,59	egzamin

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Podstawowa wiedza z zakresu matematyki, fizyki, informatyki, inżynierii chemicznej, chemii nieorganicznej, chemii organicznej i chemii analitycznej

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .
C-2	Wykształcenie: właściwych zachowań, punktualności, rzetelności w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz umiejętności pracy w grupie.

KOD

Cel modułu/przedmiotu

C-1

Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .

C-2

Wykształcenie: właściwych zachowań, punktualności, rzetelności w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz umiejętności pracy w grupie.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.	1
T-L-2	Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.	4
T-L-3	Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.	4
T-L-4	Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.	5
T-L-5	Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.	4
T-L-6	Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.	4
T-L-7	Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.	4
T-L-8	Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.	4
		30
wykłady
T-W-1	Bilanse stechiometryczne.	1
T-W-2	Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.	2
T-W-3	Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.	4
T-W-4	Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.	5
T-W-5	Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.	1
T-W-6	Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).	9
T-W-7	Bioreaktory.	2
T-W-8	Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.	2
T-W-9	Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.	1
T-W-10	Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.	1
T-W-11	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.	2
		30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Udział w zajęciach laboratoryjnych.	30
		30
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w wykładach.	30
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny
M-2	pokaz schematów i rysunków
M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
M-4	ćwiczenia laboratoryjne
M-5	anegdota
M-6	gry dydaktyczne ( symulacyjne, decyzyjne, psychologiczne )

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia ustnego każdego wykonanego przez studenta ćwiczenia laboratoryjnego, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
S-2	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
S-3	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiagnięte założone efekty kształcenia kompetencji społecznych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
KOS_2A_C01-04a_W04 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji	KOS_2A_W03, KOS_2A_W04, KOS_2A_W08	T2A_W01, T2A_W05	—	C-1	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11	M-1, M-2, M-3, M-4	S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
KOS_2A_C01-04a_U11 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: skład roztworu ciekłego lub gazowego, równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe ( równania projektowe ) i cieplne reaktorów oraz roztwory o danym stężeniu Montować: aparaturę do badań kinetyczncych prostych reakcji homogenicznych w reaktorze okresowym Obsługiwać: pehametr, spekol, konduktometr, chromatograf gazowy, termostat Wykonywać: pomiary temperatury, ekstynkcji, przewodnictwa, pH, pomiary aktywnosci katalizatorów w procesie spalania lotnych, organicznych zanieczyszczeń powietrza, pomiary aktywnosci kontaktów w procesie selektywnej katakitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem, współczynników dyfuzji w materiałach porowatych współpracować: w zespole na stanowisku pracy wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprezentować: wyniki pomiarów na wykresie zinterpretować: uzyskane wyniki pomiarów, równanie kinetyczne wyznaczyć: na podstawie wyników pomiarów parametry równania Arrheniusa badanych reakcji zorganizować: stanowisko pracy w laboratorium, pomiary podstawowych wielkości fizykochemicznych.	KOS_2A_U11, KOS_2A_U14, KOS_2A_U18, KOS_2A_U21	T2A_U08, T2A_U11, T2A_U15, T2A_U18	InzA2_U01, InzA2_U05, InzA2_U07	C-1	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8	M-4	S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
KOS_2A_C01-04a_K06 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa w pomiarach, chętny do prac laboratoryjnych, dbałości o porządek na stanowisku pracy, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne z zasadami bhp, regulaminem obowiązującym w laboratorium studenckim i zasadami etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania pomiarów i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny	KOS_2A_K06, KOS_2A_K07	T2A_K05, T2A_K06	—	C-2	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8	M-3, M-5, M-6	S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
KOS_2A_C01-04a_W04 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji	2,0
	3,0	student ma znajomość 60 % treści programowych i zaliczone ćwiczenia laboratoryjne
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
KOS_2A_C01-04a_U11 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: skład roztworu ciekłego lub gazowego, równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe ( równania projektowe ) i cieplne reaktorów oraz roztwory o danym stężeniu Montować: aparaturę do badań kinetyczncych prostych reakcji homogenicznych w reaktorze okresowym Obsługiwać: pehametr, spekol, konduktometr, chromatograf gazowy, termostat Wykonywać: pomiary temperatury, ekstynkcji, przewodnictwa, pH, pomiary aktywnosci katalizatorów w procesie spalania lotnych, organicznych zanieczyszczeń powietrza, pomiary aktywnosci kontaktów w procesie selektywnej katakitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem, współczynników dyfuzji w materiałach porowatych współpracować: w zespole na stanowisku pracy wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprezentować: wyniki pomiarów na wykresie zinterpretować: uzyskane wyniki pomiarów, równanie kinetyczne wyznaczyć: na podstawie wyników pomiarów parametry równania Arrheniusa badanych reakcji zorganizować: stanowisko pracy w laboratorium, pomiary podstawowych wielkości fizykochemicznych.	2,0
	3,0	student opanował 60 % materiału obowiazujacego do zaliczenia każdego ćwiczenia i ma przyjęte sprawozdania ze wszystkich wykonanych ćwiczeń
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
KOS_2A_C01-04a_K06 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa w pomiarach, chętny do prac laboratoryjnych, dbałości o porządek na stanowisku pracy, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne z zasadami bhp, regulaminem obowiązującym w laboratorium studenckim i zasadami etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania pomiarów i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny	2,0
	3,0	student zachowuje się poprawnie, jest punktualny, rzetelny w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz wykazuje umiejetność pracy w grupie.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

Szarawara J., Skrzypek J., Postawy inżynierii reaktorów chemicznych, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1980
Burghardt A., Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1977, 700
Tabiś B., Gawdzik A., Modelowanie i projektowanie reaktorów heterogenicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1989
Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W. W., Bioreaktory: zasady obliczeń i doboru, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1990

Literatura dodatkowa

Szarawara J., Termodynamika chemiczna, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1983
Kałucki K., Michalkiewicz B., Ziebro J., Kic B., Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu "Reaktory chemiczne", Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2005

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.	1
T-L-2	Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.	4
T-L-3	Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.	4
T-L-4	Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.	5
T-L-5	Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.	4
T-L-6	Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.	4
T-L-7	Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.	4
T-L-8	Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.	4
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Bilanse stechiometryczne.	1
T-W-2	Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.	2
T-W-3	Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.	4
T-W-4	Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.	5
T-W-5	Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.	1
T-W-6	Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).	9
T-W-7	Bioreaktory.	2
T-W-8	Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.	2
T-W-9	Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.	1
T-W-10	Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.	1
T-W-11	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.	2
		30

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Udział w zajęciach laboratoryjnych.	30
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w wykładach.	30
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	KOS_2A_C01-04a_W04	W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_W03	ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu chemii nieorganicznej, organicznej, fizycznej i innych działów chemii oraz inżynierii i technologii chemicznej dotyczącą głównie budowy i właściwości materii, a także metod i procesów służących do otrzymywania substancji chemicznych, określania ich właściwości, analizy składu oraz oceny wpływu na środowisko
	KOS_2A_W04	zna metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania problemów z zakresu chemii oraz inżynierii i technologii chemicznej
	KOS_2A_W08	ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dyscyplin naukowych, takich jak: ochrona środowiska, inżynieria i technologia chemiczna oraz biotechnologia
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_W01	ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_W05	ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .
Treści programowe	T-W-1	Bilanse stechiometryczne.
	T-W-2	Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.
	T-W-3	Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.
	T-W-4	Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.
	T-W-5	Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.
	T-W-6	Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).
	T-W-7	Bioreaktory.
	T-W-8	Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.
	T-W-9	Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.
	T-W-10	Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.
	T-W-11	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.
Metody nauczania	M-1	wykład informacyjny
	M-2	pokaz schematów i rysunków
	M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
	M-4	ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	student ma znajomość 60 % treści programowych i zaliczone ćwiczenia laboratoryjne
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	KOS_2A_C01-04a_U11	W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: skład roztworu ciekłego lub gazowego, równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe ( równania projektowe ) i cieplne reaktorów oraz roztwory o danym stężeniu Montować: aparaturę do badań kinetyczncych prostych reakcji homogenicznych w reaktorze okresowym Obsługiwać: pehametr, spekol, konduktometr, chromatograf gazowy, termostat Wykonywać: pomiary temperatury, ekstynkcji, przewodnictwa, pH, pomiary aktywnosci katalizatorów w procesie spalania lotnych, organicznych zanieczyszczeń powietrza, pomiary aktywnosci kontaktów w procesie selektywnej katakitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem, współczynników dyfuzji w materiałach porowatych współpracować: w zespole na stanowisku pracy wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprezentować: wyniki pomiarów na wykresie zinterpretować: uzyskane wyniki pomiarów, równanie kinetyczne wyznaczyć: na podstawie wyników pomiarów parametry równania Arrheniusa badanych reakcji zorganizować: stanowisko pracy w laboratorium, pomiary podstawowych wielkości fizykochemicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_U11	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, pomiary i analizy, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
	KOS_2A_U14	potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
	KOS_2A_U18	potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić — zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów ochrona środowiska — istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
	KOS_2A_U21	potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi — stosując także koncepcyjnie nowe metody — rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U08	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
	T2A_U11	potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
	T2A_U15	potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
	T2A_U18	potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	InzA2_U01	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
	InzA2_U05	potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
	InzA2_U07	potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .
Treści programowe	T-L-1	Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.
	T-L-2	Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.
	T-L-3	Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.
	T-L-4	Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.
	T-L-5	Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.
	T-L-6	Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.
	T-L-7	Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.
	T-L-8	Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.
Metody nauczania	M-4	ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia ustnego każdego wykonanego przez studenta ćwiczenia laboratoryjnego, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	student opanował 60 % materiału obowiazujacego do zaliczenia każdego ćwiczenia i ma przyjęte sprawozdania ze wszystkich wykonanych ćwiczeń
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	KOS_2A_C01-04a_K06	W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa w pomiarach, chętny do prac laboratoryjnych, dbałości o porządek na stanowisku pracy, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne z zasadami bhp, regulaminem obowiązującym w laboratorium studenckim i zasadami etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania pomiarów i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_K06	prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu; ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_K07	potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_K05	prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu
	T2A_K06	potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Cel przedmiotu	C-2	Wykształcenie: właściwych zachowań, punktualności, rzetelności w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz umiejętności pracy w grupie.
Treści programowe	T-W-1	Bilanse stechiometryczne.
	T-W-2	Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.
	T-W-3	Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.
	T-W-4	Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.
	T-W-5	Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.
	T-W-6	Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).
	T-W-7	Bioreaktory.
	T-W-8	Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.
	T-W-9	Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.
	T-W-10	Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.
	T-W-11	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.
	T-L-1	Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.
	T-L-2	Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.
	T-L-3	Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.
	T-L-4	Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.
	T-L-5	Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.
	T-L-6	Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.
	T-L-7	Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.
	T-L-8	Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.
Metody nauczania	M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
	M-5	anegdota
	M-6	gry dydaktyczne ( symulacyjne, decyzyjne, psychologiczne )
Sposób oceny	S-3	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiagnięte założone efekty kształcenia kompetencji społecznych.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	student zachowuje się poprawnie, jest punktualny, rzetelny w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz wykazuje umiejetność pracy w grupie.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0