Chemia

stacjonarne

jednolite magisterskie

obowiązkowy

12/wykłady; 4/ćwiczenia; 8/laboratoria

Matematyka. Wymagania wstępne: zna podstawy algebry wyższej, rachunku różniczkowego, pojęcie logarytmu, funkcje logarytmiczne, zasady trygonometrii i funkcje trygonometryczne, podstawy rachunku prawdopodobieństwa (na poziomie szkoły średniej).

Fizyka. Wymagania wstępne: zna podstawy fizyczne, elektryczności, magnetyzmu, optyki oraz fizyki gazów, cieczy i ciała stałego (na poziomie szkoły średniej).

Chemia. Postawy chemii ogólnej i nieorganicznej, tlenki i podstawowe związki chemiczne, stechiometria i podstawy obliczeń chemicznych (na poziomie szkoły średniej).

Semestr drugi / budownictwo / wszystkie specjalności

prof. dr hab. inż. Sławomir Neffe

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 12

2. Udział w laboratoriach / 8

3. Udział w ćwiczeniach / 4

4. Udział w seminariach / ---

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 24

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 12

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 12

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / ---

9. Realizacja projektu / ---

10. Udział w konsultacjach / -

11. Przygotowanie do egzaminu / ---

12. Przygotowanie do zaliczenia / 6

13. Udział w egzaminie / ---

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 78 godz./ 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli : 24 godz./ 1,0 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową (BN) 54 godz. /1,0 ECTS

Atomowa i cząsteczkowa budowa materii. Stany skupienia materii - gaz, ciecz i ciało stałe, przemiany fazowe. Reakcje chemiczne – klasyfikacja, podstawy termodynamiki, kinetyki i statyki chemicznej. Fizykochemia wody, roztwory, reakcje w roztworach. Zjawiska elektrochemiczne i powierzchniowe oraz ich znaczenie w budownictwie i inżynierii lądowej. Ogniwa elektrochemiczne i korozja. Chemia mineralnych materiałów budowlanych. Wapno, gips, cement, metale. Chemia organiczna materiałów budowlanych. Polimery. Człowiek i środowisko przyrodnicze.

Tematyka modułu:

WYKŁADY

1. Budowa materii, oddziaływania międzyatomowe i międzycząsteczkowe. 2 godz.

Substancje i ich właściwości. Ilościowe relacje w chemii (masa atomowa, mol i masa molowa). Układ okresowy pierwiastków. Podstawowe prawa dotyczące reakcji chemicznych. Wiązania wewnątrzcząsteczkowe: elektrowalencyjne, kowalencyjne, koordynacyjne, metaliczne. Wiązania międzycząsteczkowe. Siły spójności materiałów jednorodnych i niejednorodnych – kohezja i adhezja. Bezpieczeństwo i higiena pracy w laboratorium chemicznym.

2. Stany skupienia materii i przemiany fazowe. 2 godz.

Gazy i prawa dotyczące stanu gazowego. Ciecze i ich właściwości: napięcie powierzchniowe i lepkość. Właściwości roztworów. Obniżenie temperatury topnienia w funkcji stężenia. Prawo Henry’ego. Prawo Raoulta. Ciała stałe i ich właściwości. Budowa krystaliczna ciał stałych. Izomorfizm i polimorfizm. Kryształy rzeczywiste i defekty sieci krystalicznej.

3. Reakcje chemiczne - podstawy termodynamiki, kinetyki i statyki chemicznej. 2 godz.

Klasyfikacja reakcji chemicznych. Przemiany energii w reakcjach chemicznych. Podstawowe prawa termodynamiki i funkcje termodynamiczne. Podstawy termochemii. Szybkość reakcji chemicznej. Czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznej. Dynamiczny charakter równowagi chemicznej i odwracalność reakcji chemicznych. Prawo działania mas, reguła Le Chateliera i Brauna.

4. Fizykochemia wody, roztwory. 2 godz.

Właściwości wody jako rozpuszczalnika. Rozpuszczalność substancji. Roztwory i ich stężenia. Elektrolity i dysocjacja elektrolityczna. Kwasy i zasady. Iloczyn jonowy wody, pojęcia pH i pOH. Reakcje zobojętnienia, hydrolizy i hydratacji. Amfoteryczność. Reakcje utleniania i redukcji. Korozja elektrochemiczna i jej zapobieganie. Twardość wody i metody zmiękczania wody.

5. Chemia mineralnych materiałów budowlanych. 2 godz.

Klasyfikacja i nomenklatura i związków nieorganicznych. Najważniejsze pierwiastki i związki chemiczne stosowane w technice budowlanej. Chemia wapnia i krzemu. Spoiwa mineralne: wapno, gips i cementy. Cement portlandzki i jego wpływ na właściwości betonu. Chemia procesów twardnienia i wiązania zapraw i spoiw budowlanych. Ceramika i szkło budowlane. Starzenie się (korozja) spoiw budowlanych. Metale i stopy metali stosowane w budownictwie. Korozja metali.

6. Chemia organiczna materiałów budowlanych. 1 godz.

Związki wielkocząsteczkowe - polimery. Tworzywa sztuczne i ich zastosowanie w technice budowlanej. Materiały bitumiczne. Starzenie się tworzyw sztucznych i innych materiałów organicznych.

7. Człowiek i środowisko przyrodnicze. 1 godz.

Oddziaływanie materiałów budowlanych na elementy środowiska. Migracja zanieczyszczeń oraz zagrożenia dla ludzi i środowiska. Zapobieganie zanieczyszczeniom środowiska.

ĆWICZENIA RACHUNKOWE (AUDYTORYJNE)

1. 1. Obliczenia stechiometryczne dla związków chemicznych i prostych reakcji chemicznych. Obliczenia stechiometryczne dla reakcji chemicznych z udziałem reagentów gazowych. Obliczenia stechiometryczne dla złożonych reakcji chemicznych z uwzględnieniem reagentów stałych, ciekłych i gazowych. 2 godz.

2. 2. Reakcje chemiczne w roztworach. Ilościowy opis roztworów rzeczywistych – stężenia. Elektrolity i dysocjacja elektrolityczna. Iloczyn jonowy wody, pojęcia pH i pOH. Reakcje zobojętnienia i hydrolizy. Korozja. Sprawdzian po ćwiczeniach 1 i 2. 2 godz.

LABORATORIA

1. Organizacja i wyposażenie laboratorium chemicznego. Zasady i przepisy bezpieczeństwa chemicznego oraz bezpieczeństwa i higieny pracy (BHP) w laboratorium chemicznym. 2 godz.

2. Reakcje chemiczne (RCh). Rodzaje RCh. Przebieg RCh, energia aktywacji, szybkość reakcji, równowaga chemiczna. Katalizatory i inhibitory. Prawo działania mas. Metody otrzymywania soli. 2 godz.

3. Reakcje chemiczne w roztworach. Amfoteryczność i hydroliza soli. Charakterystyczne reakcje kationów i anionów. Reakcja zobojętnienia. Analiza miareczkowa. Iloczyn jonowy wody. Definicje pH i pOH. Obliczenia wartości pH. Metody określania pH roztworów. Roztwory buforowe. Hydroliza soli. 2 godz.

4. Reakcje utleniania i redukcji. Procesy elektrochemiczne. Szereg napięciowy metali. Ogniwa galwaniczne i akumulatory. Zjawisko elektrolizy i prawa Faradaya – obliczenia. Elektroliza wodnych roztworów kwasów, zasad i soli. Korozja elektrochemiczna, jej rodzaje i metody ochrony przed korozją. 2 godz.

podstawowa:

1. Szymura T., Chemia w inżynierii materiałów budowlanych,

cz. 1., Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2012.

2. Fiertak M., Dębska D., Stryszewska T., Chemia dla inżyniera budownictwa, Wydawnictwo Politechnika Krakowska, 2011.

3. Kurdowski W., Chemia materiałów budowlanych, Wydawnictwo AGH, Kraków 2003.

4. Czarnecki L., Broniewski T., Henning O., Chemia w budownictwie, Arkady, 1995 lub nowsze.

5. Neffe S., red. Chemia. Ćwiczenia laboratoryjne, WAT 1989.

6. Burakiewicz-Mortka W., Darlewski W., Neffe S. (red.), Chemia. Zbiór do ćwiczeń audytoryjnych, WAT 1991.

7. Chłopek Z., Ochrona środowiska naturalnego, WKiŁ 2002.

uzupełniająca:

1. Atkins P. W., Jones L., Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

2. Bala H., Wstęp do chemii materiałów, WNT 2003.

3. Bielański A. Podstawy chemii nieorganicznej, t. 1, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012.

4. Atkins P. W., Podstawy chemii fizycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.

5. Atkins P. W., Chemia fizyczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001.

WIEDZA

W1 / Ma wiedzę z zakresu wybranych działów chemii, która umożliwia rozumienie podstawowych procesów chemicznych mających znaczenie w budownictwie. K_W03.

W2 / Ma wiedzę na temat wpływu inwestycji budowlanych na środowisko oraz metody analizy i oceny cyklu życia, stanu technicznego i trwałości obiektów budowlanych. K_W15.

W3 / Ma wiedzę dotyczącą podstawowych materiałów budowlanych, obejmującą ich klasyfikację, właściwości, produkcję, stosowanie i użytkowanie, w tym oddziaływanie na środowisko i organizm ludzki.

K_W18.

UMIEJĘTNOŚCI

U1 / Potrafi korzystać z podstawowych norm, rozporządzeń oraz wytycznych projektowania, wykonywania i eksploatacji obiektów budowlanych i ich elementów oraz umie stosować przepisy prawa budowlanego. K_U12.

U2 / Potrafi przeprowadzić podstawowe badania w celu oceny jakości wybranych materiałów budowlanych. K_U22.

U3 / Umie stosować metody matematyczne oraz wykorzystywać prawa fizyczne i chemiczne do rozwiązywania problemów występujących w budownictwie. K_U26.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1 / Dostrzega konieczność podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych oraz kształcenia ustawicznego własnego i podległego zespołu w zakresie procesów i technologii związanych z budownictwem. K_K01.

K2 / Dostrzega i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej; dostrzega potrzeby stosowania zasady zrównoważonego rozwoju w budownictwie oraz wpływu procesów budowlanych na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje. K_K02.

METODY DYDAKTYCZNE.

1. Wykłady, ćwiczenia rachunkowe i laboratoryjne są prowadzone metodami aktywizującymi przy twórczym zaangażowania studentów w rozwiązywanie postawionych problemów. Rozwijanie u studentów umiejętności dyskusji na tematy związane z chemią i znaczeniem chemii w naukach przyrodniczych i technicznych, a w szczególności w budownictwie i inżynierii lądowej.

2. Wykłady prowadzone głównie w formie audiowizualnej.

3. Ćwiczenia rachunkowe obejmują przypomnienie, utrwalenie i usystematyzowanie wiedzy nabytej wcześniej na wykładach oraz uzyskanej jako rezultat ukierunkowanej pracy własnej. Zwraca się szczególna uwagę na samodzielne opracowywanie wyodrębnionych zagadnień oraz rozwiązywanie zadań rachunkowych i problemowych.

4. Ćwiczenia laboratoryjne są ukierunkowane na aktywne uczestnictwo studentów w planowaniu i przeprowadzaniu eksperymentów chemicznych oraz na samodzielne opracowywanie wyników pomiarów i obserwacji.

5. Konsultacje – dyskusje o metodach i sposobach rozwiązywania zagadnień przedstawionych na zajęciach.

METODY I KRYTERIA OCENIANIA.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Egzamin jest prowadzony w formie pisemnej, w postaci testu wyboru wielokrotnego i co najmniej jednego zadania problemowego.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń i laboratoriów.

Osiągnięcie efektów: W1, W2 i W3 - sprawdzane jest podczas egzaminu. Liczba pytań egzaminacyjnych – 36: odpowiedź na pytanie może być oceniona na: 0; 0,5; 1,0 lub 1,5 punktów.

Ocenę bardzo dobrze otrzymuje student, który uzyskał więcej niż 34 punkty,

Ocenę dobrze plus otrzymuje student, który uzyskał (30- 34) punktów,

Ocenę dobrą otrzymuje student, który uzyskał (27- 30) punktów,

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który uzyskał (25–27) punktów,

Brak.