Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)
specjalność: Technologia podstawowej syntezy organicznej
Sylabus przedmiotu Chemia fizyczna polimerów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Technologia chemiczna | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Chemia fizyczna polimerów | ||
| Specjalność | Biopolimery i biomateriały | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Polimerów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Agnieszka Piegat <Agnieszka.Piegat@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Opanowanie tresci z zakresu fizyki, chemii fizycznej i chemii polimerów. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z definicjami i pojeciami zwiazanymi z tematyka przedmiotu |
| C-2 | Wykształcenie umiejetnosci posługiwania sie wiedza z zakresu podstawowych i szczegółowych zagadnien chemii fizycznej polimerów |
| C-3 | Ukształtowanie umiejetnosci opisywania zjawisk i modeli fizycznych zwiazków wielkoczasteczkowych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Obliczanie stałych szybkosci procesów polimeryzacji. | 2 |
| T-A-2 | Obliczanie szybkosci polimeryzacji. | 2 |
| T-A-3 | Współczynniki reaktywnosci monomerów w kopolimeryzacji. | 2 |
| T-A-4 | Obliczanie ciezarów czasteczkowych polimerów (metoda wiskozymetryczna, osmometrii parowej i membranowej). | 3 |
| T-A-5 | Rozpad inicjatorów- obliczanie współczynników szybkosci rozpadu. | 2 |
| T-A-6 | Wyznaczanie funkcji rozkładu mas czasteczkowych polimerów. | 2 |
| T-A-7 | Obliczanie temperatur zeszklenia na podtsawie równan modelowych | 2 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Organizacja zajec i BHP | 3 |
| T-L-2 | Badanie wpływu stezenia monomeru na przebieg polimeryzacji roztworowej monomerów winylowych. | 3 |
| T-L-3 | Oznaczanie ciezaru czasteczkowego polimerów metoda wiskozymetryczna. | 3 |
| T-L-4 | Dylatometryczny pomiar stopnia postepu i szybkosci reakcji polimeryzacji | 3 |
| T-L-5 | Ocena reaktywnosci substancji rodnikowo aktywnych. | 3 |
| T-L-6 | Badanie rozpadu inicjatorów wolnorodnikowych polimeryzacji metoda wolumetryczna. | 3 |
| T-L-7 | Osmometria parowa i membranowa. | 6 |
| T-L-8 | Frakcjonowanie poli(metakrylanu metylu) i biomateriałów metoda selektywnego wytracania. | 3 |
| T-L-9 | Oczyszczanie polimerów z nano-elementami metoda frakcjonowanego wytracania. | 3 |
| T-L-10 | Badanie inhibicji w obecnosci zmiataczy biologicznych. | 3 |
| T-L-11 | Oznaczanie parametrów rozpuszczalnosci Hildebranda metoda pecznienia. | 3 |
| T-L-12 | Pomiar temperatury zeszklenia polimerów metoda dylatometryczna. | 3 |
| T-L-13 | Wyznaczanie współczynników reaktywnosci monomerów w kopolimeryzacji. | 3 |
| T-L-14 | Wyznaczanie rzedowosci reakcji rozpadu inicjatora metoda UV-VIS | 3 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie, pojecia podstawowe – literatura przedmiotu, monomery, mery, polimery, oligomery, historia polimerów, funkcyjnosc potencjalna i rzeczywista, struktura liniowa, rozgałeziona i usieciowana, polidyspersja, ilosciowe okreslenie polidyspersyjnosci polimerów. | 3 |
| T-W-2 | Fluktuacje własciwosci, funkcje rozkładu ciezarów czasteczkowych, srednie ciezary czasteczkowe, statystyka łancucha, funkcje Flory’ego i Schultza, konfiguracje i konformacja. | 3 |
| T-W-3 | Rozcienczone roztwory polimerów – specznianie i rozpuszczanie, termodynamika rozpuszczania, parametry Hildebranda, oddziaływania bliskiego i dalekiego zasiegu, łancuch swobodnie zwiazany, statystyczny model Kuhna, prawdopodobienstwo znalezienia konca łancucha w objetosci, prawdopodobienstwo odległosci konców łancucha. | 3 |
| T-W-4 | Rozmiary kłebka, współczynnik ekspansji zwoju, warunki teta, roztwory metastabilne, objetosc wyłaczona, współczynnik wzajemnego oddziaływania polimer-rozpuszczalnik, wymiary makroczasteczek rozgałezionych, rozpuszczalnosc wielkoczasteczkowych biopolimerów. | 3 |
| T-W-5 | Metody badania własciwosci roztworów i oznaczania srednich ciezarów czasteczkowych polimerów (parametry pomiarowe a srednie ciezary czasteczkowe) – metody oznaczania liczbowo sredniego ciezaru czasteczkowego: ebuliometryczna i kriometryczna (zredukowana róznica temperatur, współczynniki wirialne, metoda porównawcza, stała kriometryczna i ebuliometryczna, metoda statyczna i dynamiczna). | 3 |
| T-W-6 | Metody osmometryczne –membranowa (zredukowane cisnienie osmotyczne, współczynniki wirialne, typy osmometrów, sposoby pomiarów, „metoda połowy sum”, ekstrapolacja do czasu zerowego, kondycjonowanie membran, rodzaje membran, ich asymetria i efekt balonowy), metoda destylacji izotermicznej – osmometrii parowej (vapour-pressure) (prawo Raoulta, zasada pomiaru, wzorce), metoda izopiestyczna (zasada pomiaru, metoda Bergera, metoda graficzna), metoda analityczna – oznaczania grup koncowych. | 3 |
| T-W-7 | Metoda oznaczania wagowo sredniego ciezaru czasteczkowego polimeru – rozpraszanie swiatła w badaniach polimerów (małe i duze czasteczki, inkrement współczynnika załamania, stała optyczna Debey’a, stała Rayleigha, rozpraszanie roztworu, czynnik depolaryzacji – funkcja P(teta) i jej własnosci, swiatło spolaryzowane i niespolaryzowane, wykres Zimma, wymiary makroczasteczek). | 6 |
| T-W-8 | Lepkosc rozcienczonych roztworów polimerów i metoda oznaczania wiskozymetrycznie sredniego ciezaru czasteczkowego (definicja lepkosci, lepkosc zredukowana, istotna, równanie MKSH, wymiary makroczasteczek, zaleznosc lepkosci istotnej i ciezaru czasteczkowego, wzory Flory’ego-Foxa, wyznaczanie K i alfa we wzorach MKSH, stezeniowa zaleznosc lepkosci istotnej, molowy współczynnik tarcia). | 6 |
| T-W-9 | Dyfuzja w roztworach polimerów i zastosowanie metod dyfuzyjnych w badaniach własciwosci roztworów polimerów (prawa Ficka). | 3 |
| T-W-10 | Metody sedymentacyjne oznaczania ciezarów czasteczkowych polimerów i badanie własciwosci roztworów przy uzyciu ultrawirówek (metoda szybkosci sedymentacji, stała sedymentacyjna, metoda równowagi sedymentacyjnej, metoda Archibalda). | 3 |
| T-W-11 | Frakcjonowanie polimerów i metody oceny polimolekularnosci, metoda frakcjonowanego wytracania (fazy, koacerwaty, równanie Flory’ego, współczynnik podziału, frakcjonowanie „w trójkat” i „choinke”), metoda frakcjonowanego rozpuszczania (nosniki, ekstrakcja kolumnowa, gradient składu mieszaniny i temperatury), inne metody frakcjonowania (metoda podziału miedzy dwie fazy ciekłe, metody dyfuzyjne, metoda chromatografii absorpcyjnej). Opracowanie wyników frakcjonowania. | 6 |
| T-W-12 | Metody analityczne okreslania funkcji rozkładu ciezarów czasteczkowych polimerów – metoda miareczkowania turbidimetrycznego, metoda chromatografii cienkowarstwowej, metoda GPC, metoda ultrawirówki. Inne metody okreslania niejednorodnosci polimerów. | 3 |
| 45 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych | 45 |
| A-L-2 | Zapoznanie się z instrukcjami do ćwiczeń oraz literaturą uzupełniającą | 2 |
| A-L-3 | Opracowanie wyników z laboratorium w formie sprawozdania. | 2 |
| A-L-4 | Przygotowanie się do kolokwium zaliczającego ćwiczenie. | 3 |
| 52 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Wykład informacyjny z wyjasnieniami tematyki przedmiotu | 45 |
| A-W-2 | Praca samodzielna | 9 |
| 54 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z wyjasnieniami tematyki przedmiotu |
| M-2 | cwiczenia laboratoryjne |
| M-3 | cwiczenia audytoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny na koniec przedmiotu podsumowujacy zdobyta wiedze i umiejetnosci z zakresu przedmiotu |
| S-2 | Ocena formująca: kolokwium pisemne |
| S-3 | Ocena podsumowująca: kolokwium zaliczeniowe pisemne |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D11-03_W01 Student powinien definiowac oraz objasniac i tłumaczyc pojecia z zakresu chemii fizycznej polimerów. Powinien równiez umiec charakteryzowac modele i zjawiska dotyczace zwiazków wielkoczasteczkowych. | TCH_2A_W01 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-8, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-12, T-W-11 | M-1, M-2 | S-1 |
| TCH_2A_D11-03_W02 Student potrafi opisac oraz wytłumaczyc zachowanie sie makroczasteczek w roztworach oraz umie charakteryzowac własciwosci molekularne polimerów. | TCH_2A_W02 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-8, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-12, T-W-11 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D11-03_U01 Student potrafi interpretowac i ilosciowo opisywac zjawiska fizykochemiczne w roztworach makroczasteczek a takze na podstawie wiedzy teoretycznej potrafi dobrac odpowiednie metody charakteryzowania makroczasteczek w roztworach. Student potrafi uzupełnic informacje uzyskane na wykładach o tresci zawarte w literaturze przedmiotu. | TCH_2A_U02 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-L-4, T-L-5, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-5, T-A-4, T-A-6, T-A-7 | M-2, M-3 | S-2, S-3 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D11-03_K01 Student wykazuje aktywna postawe na wykładach i cwiczeniach oraz dba o poprawnosc jezykowa zwiazana z terminologia przedmiotu. | TCH_2A_K01, TCH_2A_K03 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-L-4, T-L-5, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D11-03_W01 Student powinien definiowac oraz objasniac i tłumaczyc pojecia z zakresu chemii fizycznej polimerów. Powinien równiez umiec charakteryzowac modele i zjawiska dotyczace zwiazków wielkoczasteczkowych. | 2,0 | Student nie potrafi wymienic podstawowych definicji z zakresu chemii fizycznej polimerów. |
| 3,0 | Student potrafi wymienic i objasnic niektóre podstawowe definicje i zjawiska z zakresu chemii fizycznej polimerów. | |
| 3,5 | Student potrafi wymienic i objasnic wszystkie podstawowe definicje i zjawiska z zakresu chemii fizycznej polimerów. | |
| 4,0 | Student potrafi nie tylko wymienic i objasnic wszystkie podstawowe definicje i zjawiska z zakresu chemii fizycznej polimerów ale równiez umie wymienic opisujace je modele. | |
| 4,5 | Student potrafi nie tylko wymienic i objasnic wszystkie podstawowe definicje i zjawiska z zakresu chemii fizycznej polimerów ale równiez umie scharakteryzowac opisujace je modele. | |
| 5,0 | Student posługujac sie definicjami i modelami z zakresu chemii fizycznej polimerów umie wytłumaczyc zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek, posługujac sie prawidłowa terminologia przedmiotu. | |
| TCH_2A_D11-03_W02 Student potrafi opisac oraz wytłumaczyc zachowanie sie makroczasteczek w roztworach oraz umie charakteryzowac własciwosci molekularne polimerów. | 2,0 | Student nie potrafi wymienic podstawowych zjawisk zachodzacych w roztworach makroczasteczek. |
| 3,0 | Student potrafi wymienic i objasnic niektóre podstawowe zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek. | |
| 3,5 | Student potrafi wymienic i objasnic wszystkie zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek. | |
| 4,0 | Student potrafi nie tylko wymienic i objasnic zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek ale równiez umie wymienic własciwosci makroczasteczek wynikajace z tych zjawisk. | |
| 4,5 | Student potrafi nie tylko wymienic i objasnic zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek ale równiez umie omówic podstawy teoretyczne własciwosci makroczasteczek wynikajace z tych zjawisk. | |
| 5,0 | Student posługujac sie definicjami i teoria z zakresu roztworów makroczasteczek umie wytłumaczyc zjawiska w nich zachodzace wiazac je z własciwosciami molekularnymi polimerów, posługujac sie przy tym prawidłowa terminologia przedmiotu. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D11-03_U01 Student potrafi interpretowac i ilosciowo opisywac zjawiska fizykochemiczne w roztworach makroczasteczek a takze na podstawie wiedzy teoretycznej potrafi dobrac odpowiednie metody charakteryzowania makroczasteczek w roztworach. Student potrafi uzupełnic informacje uzyskane na wykładach o tresci zawarte w literaturze przedmiotu. | 2,0 | Student nie potrafi interpretowac i opisywac zjawisk zachodzacych w roztworach makroczasteczek. |
| 3,0 | Student potrafi wymienic i objasnic niektóre podstawowe definicje i zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek omówione w trakcie wykładów. | |
| 3,5 | Student potrafi wymienic i objasnic podstawowe definicje i zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek, omawiane w trakcie wykładów. | |
| 4,0 | Student potrafi wymienic i objasnic podstawowe definicje i zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek, a takze wymienic metody charakteryzawnia tych zjawisk. | |
| 4,5 | Student potrafi objasnic i interpretowac definicje i zjawiska zachodzace w roztworach makroczasteczek, a takze dobrac metody charakteryzawnia tych zjawisk. Wykazuje wiedze wychodzaca poza zakres wykładów. | |
| 5,0 | Student posługujac sie definicjami i modelami z zakresu chemii fizycznej roztworów makroczasteczek umie wytłumaczyc zjawiska zachodzace w tych roztworach, posługujac sie prawidłowa terminologia przedmiotu. Wykazuje wiedze wychodzaca poza zakres wykładów. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D11-03_K01 Student wykazuje aktywna postawe na wykładach i cwiczeniach oraz dba o poprawnosc jezykowa zwiazana z terminologia przedmiotu. | 2,0 | Student nie wykazuje zadnej aktywnosci na wykładach oraz w trakcie realizacji zajec laboratoryjnych i audytoryjnych. |
| 3,0 | Student wykazuje znikoma aktywnosc na wykładach oraz w trakcie realizacji zajec laboratoryjnych i audytoryjnych. | |
| 3,5 | Student wykazuje aktywnosc na wykładach oraz w trakcie realizacji zajec laboratoryjnych i audytoryjnych. | |
| 4,0 | Student wykazuje aktywnosc na wykładach oraz w trakcie realizacji zajec laboratoryjnych i audytoryjnych. Posługuje sie prawidłowa terminologia. | |
| 4,5 | Student wykazuje aktywnosc, wiedze oraz zaintersowanie na wykładach oraz w trakcie realizacji zajec laboratoryjnych i audytoryjnych. Posługuje sie prawidłowa terminologia. | |
| 5,0 | Student wykazuje aktywnosc oraz zaintersowanie na wykładach oraz w trakcie realizacji zajec laboratoryjnych i audytoryjnych. Posługuje sie prawidłowa terminologia. |
Literatura podstawowa
- W. Przygocki, A.Włochowicz, Uporzadkowanie makroczasteczek w polimerach i włóknach, Warszawa, 2006
- J.M.G. Cowie, Polymers: Chemistry & Physics of Modern Materials, 1996, 2nd ed
Literatura dodatkowa
- W. Przygocki, Fizyczne metody badania polimerów, Warszawa, 1990
- L. H. Sperling, Introduction to physical polymer science, New York, 1992
- S. Połowinski, Chemia fizyczna polimerów, Łódź, 1994