a) Predmetni nastavnik: izv. prof. dr. sc. Juraj Šipušić
b) Naziv kolegija: Anorganske tehnologije
c) Naziv studijskog programa: Kemijsko inženjerstvo, modul Kemijske tehnologije i proizvodi
d) Razina sveučilišnog obrazovanja: Diplomski studij
e) Godina studija: 1.
f) Semestar: 2.
g) Oblik nastave: h) Satnica
1. Predavanja 2
2. Vježbe 1
3. Seminar
4. Terenska nastava (dani) -
h) Cilj kolegija:
Upoznavanje studenata s nužnim znanjima o procesima anorganske tehnologije (proizvodnja tehničkih plinova, procesi gorenja, dobivanje anorganskih soli, kiselina, lužina, metala, silikatnih materijala) i procesnim uređajima. Povezivanje temeljnih tehničkih znanja i znanja o kemijskom inženjerstvu s tehnički i ekonomski održivim procesima proizvodnje, uz osvrt na bilancu tvari i energije i ekološke aspekte proizvodnih procesa.
i) Ishodi učenja kolegija (4-8):
1. upoznavanje s procesima proizvodnje temeljnih proizvoda bazne kemijske industrije
2. razumijevanje značaja pripreme i kvalitete ulaznih sirovina, te razumijevanje ponašanja elemenata primjesa, posebice s obzirom na kompleksno/potpuno iskorištavanje sirovine
3. razumijevanje odnosa između pojedinih procesa proizvodnje (produkt sirovina u drugom procesu)
4. stjecanje svijesti o utjecaju procesa proizvodnje na okoliš, te o mogućnosti oporabe otpada
j) ishodi učenja na razini programa:
1. primijeniti znanstveni pristup u realnim kemijsko-inženjerskim problemima
2. prepoznati potrebu za nalaženjem, pribavljanjem i distribuiranjem znanstvenih informacija
3. samostalno planirati teorijska i eksperimentalna istraživanja
4. kriticki ocijeniti podatke te iz njih izvlaciti zakljucke
5. vrednovati primjenu novih tehnologija, odnosno tehnologija u nastajanju
k) Nastavne jedinice s pripadajućim ishodima učenja i kriterijima vrednovanja
Nastavna jedinica
Ishodi učenja
Kriteriji vrednovanja
1. Povijesni razvoj kemijske industrije (Industrijska revolucija)
- razumijevanje razvoja materijala i proizvodnih procesa kroz povijest
- upoznavanje s temeljnim sirovinama/kemijskim proizvodima koji su omogućili tehnološki napredak
- objasniti utjecaj materijala i proizvodnih procesa na razvoj društva, tehnika prijevoza i nova otkrića
- definirati ključna otkrića koja su prethodila ind. revoluciji, te otkrića u termodinamici, kemiji i fizici u 18. i 19. st.
2. Tehnički plinovi
- definirati sastav zraka, te plinove koji se dobivaju frakcijskom destilacijom zraka
- navesti plemenite plinove, način dobivanja i primjene
- razumijevanje procesa dobivanja klora, fluora, vodika i kisika
- definirati dobivanje sinteznog plina
- definirati svojstva pojedinih produkata i tehnološkog postupka njihove priprave
- bilancirati proces ukapljivanja zraka
- objasniti utrošak energije za hlađenje (pri sve nižim temperaturama)
- razumjeti načine transporta plinova i potrebne sigurnosne mjere
- objasniti svojstva i primjene plemenitih plinova
- objasniti svojstva i primjene plinovitog vodika, klora i fluora
3. Anorganske soli
- razumijevanje fazne ravnoteže u dvokomponentnim sustavima sol-voda
- razumijevanje složenijih dvokomponentnih sustava hidratiziranih soli (načini dobivanja, sušenja, pročišćavanja, koncentriranja uparavanjem i smrzavanjem) i trokomponentnih sustava
- definiranje važnosti kalij klorida, magnezij klorida, broma, magnezij sulfata, natrij klorida, kalcij fluorida, barij sulfata, kalcij karbonata, kalcij sulfata, spojeva bora
- definirati dobivanje soli dvostrukom izmjenom
- definirati dobivanje soli procesima netralizacije i elektrokemijske oksidacije
- bilancirati proces proizvodnje soli
- objasniti odabir određene procesne opreme za pripravu mineralnih soli
- objasniti svojstva sirovine za dobivanje mineralnih soli
- objasniti postupke pročišćavanja soli
4. Kiseline
- definirati značaj tehničkih kiselina: sulfatne, nitratne, fosfatne, kloridne i fluoridne
- definirati katalitičke procese koji su temelj dobivanja sulfatne i nitratne kiseline
- opisati fazni dijagram H2SO4-HNO3-H2O
- definirati entalpijske promjene pri koncentriranju i razrijeđivanju kiselina vodom
- objasniti kemijske reakcije pri dobivanju sulfatne i nitratne kiseline
- bilancirati proces proizvodnje tehničkih kiselina (bilanca tvari sa pripadnom bilancom energije)
- znati objasniti proces proizvodnje kiseline, njezina svojstva i primjene u drugim granama industrije
- znati objasniti korozivno djelovanje kiseline i čimbenike koje je potrebno uzeti u obzir pri odabiru materijala koji dolazi u doticaj s kiselinom
5. Baze
- definirati proces dobivanja kalcij oksida i kalcij hidroksida
- definirati proces dobivanja amonijaka, potrebne sirovine i utrošak energije za proizvodnju 1 t amonijaka
- definirati način skladištenja amonijaka i amonij nitrata
- definirati proces dobivanja sode (natrij karbonat)
- opisati membranske procese dobivanja lužina
- shematski prikazati proces proizvodnje baze/lužine uz definirane ulazne i izlazne procesne tokove (bilanca tvari i energije)
- objasniti promjene u proizvodnji sode prema Solvayu i iz prirodnih izvora
- razumijeti ekološke aspekte proizvodnje lužina, te proces sa živinim amalgamom
6. Metali
- definirati kemijske principe dobivanja metala redukcijom rude koksom, te prednosti i ograničenja
- definirati pirometalurške procese dobivanja metala i hidrometalurške procese dobivanja metala
- definirati napredne postupke redukcije plinovima i vodikom
- dobivanje i pročišćavanje metala elektrokemijskim postupcima
- objasniti i primijeniti fizikalnokemijska načela koncentriranja, pročišćavanja, prerade i rafinacije metala
- objasniti i razumijeti važnost željeza, mangana, kroma, molibdena, volframa i nikla, bakra, cinka i kositra
- objasniti i razumjei važnost aluminija, magnezija i titana
7. Silikatni materijali
- definirati kristalne i staklaste silikatne materijale
- definirati anorganska punila
- definirati anorganske adsorbense
- definirati proces proizvodnje stakla, keramike, emajla, veziva
- objasniti razliku između kristalnog i staklastog stanja
- objasniti proces proizvodnje anorg. punila, zeolita, adsorbensa, pigmenata
l) Način ocjenjivanja studenta
1. Načini provjere znanja
- kolokvij
- pismeni ispit
- usmeni ispit
2. Načini polaganja ispita
- kontinuirano praćenje i ocjenjivanje
- pismeni ispit
- usmeni ispit
m) Kriterij ocjenjivanja
1. Kontinuirano praćenje i ocjenjivanje
Aktivnost i pripadni broj bodova Ispitni kriterij
Aktivnost Bodovi Ocjena Bodovi
- kolokviji (3)
- aktivnost u nastavi
UKUPNO 90
10
100 Dovoljan (2)
Dobar (3)
Vrlo dobar (4)
Izvrstan (5) 60 - 70
70 - 80
80 - 90
90 - 100
2. Pismeni ispit
Aktivnost i pripadni broj bodova Ispitni kriterij
Aktivnost Bodovi Ocjena Bodovi
Pet zadataka prema nastavnim cjelinama
UKUPNO 5 x 20 =100
100 Dovoljan (2)
Dobar (3)
Vrlo dobar (4)
Izvrstan (5) 60 - 70
70 - 80
80 - 90
90 - 100
3. Usmeni ispit
NAZIV KOLEGIJA: Anorganske tehnologije
NAZIV STUDIJA/STUDIJSKOG PROGRAMA: Kemijsko inženjerstvo, modul Kemijske tehnologije i proizvodi
GODINA STUDIJA: 1 SEMESTAR: 2
PREDMETNI NASTAVNIK/NASTAVNICI: izv. prof. dr. sc. Juraj Šipušić
DA LI KOLEGIJ MOŽETE PREDAVATI NA ENGLESKOM ILI NA JEDNOM OD SLUŽBENIH JEZIKA EU
da, engleski
OBLIK NASTAVE SATI TJEDNO IZVOĐAČ NASTAVE
(nastavnik ili asistent)
predavanja 2 nastavnik
vježbe 1 nastavnik i asistent
seminar
Terenska nastava (dana) - -
CILJ KOLEGIJA:
Upoznavanje studenata s nužnim znanjima o procesima anorganske tehnologije (proizvodnja tehničkih plinova, procesi gorenja, dobivanje anorganskih soli, kiselina, lužina, metala, silikatnih materijala) i procesnim uređajima. Povezivanje temeljnih tehničkih znanja i znanja o kemijskom inženjerstvu s tehnički i ekonomski održivim procesima proizvodnje, uz osvrt na bilancu tvari i energije i ekološke aspekte proizvodnih procesa.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. Povijesni razvoj kemijske industrije (Industrijska revolucija). Razvoj materijala i proizvodnih procesa kroz povijest. Temeljne sirovine, energenti i kemijski proizvodi bazne anorganske industrije. Utjecaj materijala i proizvodnih procesa na razvoj društva, tehnika prijevoza i nova otkrića u termodinamici, kemiji i fizici
2. Tehnički plinovi. Sastav zraka. Plinovi koji se dobivaju frakcijskom destilacijom zraka. Plemeniti plinovi, način dobivanja i primjene. Bilanca procesa ukapljivanja zraka.
3. Procesi dobivanja klora, fluora, vodika i kisika.
4. Dobivanje sinteznog plina. Primjene sinteznog plina (posebice u proizvodnji amonijaka). Utrošak energije za hlađenje (pri sve nižim temperaturama i termodinamička ograničenja). Načini transporta plinova i potrebne sigurnosne mjere.
5. Anorganske soli. Fazne ravnoteže u dvokomponentnim sustavima, posebice u sustavima sol-voda. Složeniji dvokomponentni sustavi hidratiziranih soli (načini dobivanja, sušenja, pročišćavanja, koncentriranja uparavanjem i smrzavanjem)
6. Trokomponentni sustavi, fazna ravnoteža u trokomponentnim sustavima.
7. Primjena modelnih trokomponentnih sustva važnih u proizvodnji veziva, stakla i keramike.
8. Postupci dobivanja kalij klorida, magnezij klorida, broma, magnezij sulfata, natrij klorida, kalcij fluorida, barij sulfata, kalcij karbonata, kalcij sulfata, spojeva bora. Postupci dobivanja soli dvostrukom izmjenom, neutralizacijom i elektrokemijskom oksidacije. Bilanca procesa proizvodnje soli. Postupci pročišćavanja soli.
9. Anorganske jake kiseline. Proces dobivanja tehničkih kiselina: sulfatne, nitratne, fosfatne, kloridne i fluoridne. Katalitički procesi koji su temelj dobivanja sulfatne i nitratne kiseline.
10. Fazni dijagram H2SO4-HNO3-H2O. Entalpijske promjene pri koncentriranju i razrijeđivanju kiselina vodom. Bilanca procesa proizvodnje tehničkih kiselina (bilanca tvari sa pripadnom bilancom energije).
11. Anorganske jake baze. Proces dobivanja kalcij oksida i kalcij hidroksida. Proces dobivanja amonijaka, potrebne sirovine i utrošak energije za proizvodnju 1 t amonijaka. Skladištenje amonijaka i amonij nitrata.
12. Proces dobivanja sode (natrij karbonat). Proces proizvodnje baze/lužine uz definirane ulazne i izlazne procesne tokove (bilanca tvari i energije). Ekološki aspekti proizvodnje lužina, te proces sa živinim amalgamom
13. Metali. Kemijska načela postupka dobivanja metala redukcijom rude koksom, te prednosti i ograničenja. Pirometalurški procesi dobivanja metala i hidrometalurški procesi dobivanja metala. Napredni postupci redukcije plinovima i vodikom.
14. Dobivanje i pročišćavanje metala elektrokemijskim postupcima. Fizikalnokemijska načela koncentriranja, pročišćavanja, prerade i rafinacije metala. Procesi dobivanja željeza, mangana, kroma, molibdena, volframa i nikla, bakra, cinka i kositra. Dobivanje i uporaba aluminija, magnezija i titana.
15. Silikatni materijali i alumosilikatni materijali. Kristalno i staklasto stanje tvari. Proces proizvodnje stakla, keramike, emajla, veziva. Proces proizvodnje anorganskih punila, zeolita, adsorbensa i pigmenata.
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Poticanje studenata na samostalno učenje te razvijanje kritičkog mišljenja. Razumijevanje veze između termeljnih baznih anorganskih procesa i njihove međuovisnosti. Specifične kompetencije uključuju primjenu stečenih znanja i sposobnost samostalnog planiranja istraživanja vezanih uz kemijsko inženjerstvo.
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Obavezno pohađanje predavanja i vježbi.
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Prisustvovanje na najmanje 65 % predavanja. Završene i priznate vježbe.
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Auditorni za predavanja i praktični rad u praktikumu.
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Tri parcijalna kolokvija. Pismeni ispit. Usmeni ispit.
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa
METODIČKI PREDUVJETI:
Položeni ispiti: Opća i anorganska kemija, Tehnička termodinamika, Termodinamika, Mehaničke i Toplinske operacije, Kemijsko reakcijsko inženjerstvo
LITERATURA POTREBNA ZA POLAGANJE ISPITA (izdavač i godina izdanja, voditi računa da obavezna literatura mora biti dostupna studentima i što je moguće novijeg datuma):
1. K.H. Buchel, H.-H. Moretto, D. Werner, Industrial Inorganic Chemistry, 2nd Ed., Wiley-VCH, New York, 2000.
2. G. Braeutigam, H.-H. Emons, P. Hellmold, H. Holldorf, R. Kuemel und H. Martens, Technische anorganische chemie, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1983.
3. P.J. Chenier, Survey of Industrial Chemistry, 3rd Ed., Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2002.
DOPUNSKA LITERATURA:
1. Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley and Sons, 1999.
|
- , LITERATURA POTREBNA ZA POLAGANJE ISPITA (izdavač i godina izdanja, voditi računa da obavezna literatura mora biti dostupna studentima i što je moguće novijeg datuma):
1. K.H. Buchel, H.-H. Moretto, D. Werner, Industrial Inorganic Chemistry, 2nd Ed., Wiley-VCH, New York, 2000.
2. G. Bräutigam, H.-H. Emons, P. Hellmold, H. Holldorf, R. Kümmel und H. Martens, Technische anorganische chemie, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1983.
3. P.J. Chenier, Survey of Industrial Chemistry, 3rd Ed., Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2002.
DOPUNSKA LITERATURA:
1. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, 1999., , , .
|
Pristupačnost
