1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Laboratorijske vježbe	30

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJ KOLEGIJA:
Stjecanje temeljnih i primijenjenih znanja i vještina neophodnih za provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Razumijevanje mehanizama elektrokemijskih reakcija organskih spojeva te ovladavanje inženjerskim pristupom prilikom provedbe elektrokemijskih procesa i konstrukciji elektrokemijskih reaktora na laboratorijskom i industrijskom nivou, za primjenu u elektroanalitici i za dizajn novih supra-molekularnih sklopova i nano-strukturiranih površina za različite primjene.

IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. Tjedan
Uvod. Značaj elektrokemijskih reakcija organskih spojeva za preparativnu kemiju. Organski spojevi u primjeni u elektroanalitici i u pripravi novih makromolekularnih struktura. Osnovni pojmovi.

2. Tjedan
Osnove elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Mehanizam i kinetika izmjene naboja. Transport mase u elektrokemijskim reakcijama organskih spojeva. Adsorpcija i adsorpcijske izoterme. Utjecaj pratećih elektrokemijskih reakcija na organske spojeve.

Seminar: Elektrokemijska kinetika i adsorpcijske izoterme.

3. Tjedan
Elektrokemijske metode u elektrokemijskim reakcijama organskih spojeva. Važnost elektroanalitičkih metoda i njihova primjena za preparativnu sintezu organskih spojeva. Elektroliza konstantnom strujom i kod konstantnog potencijala. Provedba elektrokemijskih reakcija u dvoelektrodnom i troelektrodnom sustavu.

Seminar: Elektroanalitičke metode u istraživanju i provedbi elektrokemijskih reakcija organskih spojeva

4. Tjedan
Provedba elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Preduvjeti i neophodni elementi. Sustav otapalo i osnovni elektrolit. Elektrokemijska domena. Elektrode za provedbu katodnih i elektrode za provedbu anodnih reakcija. Važnost elektrokatalize u provedbi reakcija. Iskorištenje struje u elektrokemijskim reakcijama.

Seminar: Konstrukcija elektrokemijske ćelije za provedbu elektrokemijskih reakcija na laboratorijskom nivou.

5. Tjedan
Prva provjera znanja. Uvod, elektrokemijske metode i provedba elektrokemijskih reakcija organskih spojeva.

Prateće kemijske reakcije u elektrokemijskim reakcijama. Pristup ciljanoj elektrokemijskoj sintezi organskih spojeva.

6. Tjedan
Mehanizmi organskih elektrokemijskih reakcija. Teorija molekulskih orbitala i pretpostavke uspješnih elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Reaktivnost molekula i utjecaj substituenata na reaktivnost. Rezonantni i induktivni efekt. Hammettova konstanta.

Seminar: Ovisnosti oksido-redukcijskih potencijala o kemijskom okolišu u molekuli

7. Tjedan
Mehanizmi i preparativne mogućnosti katodnih elektrokemijskih reakcija. Provedba i sintetski uvjeti provođenja katodnih reakcija. Elektrokemijske redukcije konjugirani spojeva. Elektrokemijska dehalogenacija.

Laboratorij: Elektrokemijske redukcije

8. Tjedan
Mehanizmi i preparativne mogućnosti anodnih elektrokemijskih reakcija. Provedba i sintetski uvjeti provođenja anodnih reakcija. Kolbeova oksidacija.

Laboratorij: elektrokemijske oksidacije

9. Tjedan
Druga provjera znanja. Mehanizmi elektrokemijskih reakcija. Reaktivnost molekula.

Indirektne elektrokemijske reakcije.

Laboratorij: Provedba indirektne elektrokemijske reakcije

10. Tjedan
Elektrokemijske polimerizacije. Elektrokemijski inicirana polimerizacija. Elektrokemijska sinteza električki vodljivih polimera.

Laboratorij: Elektrokemijska polimerizacija


11. Tjedan
Elektrokemijski reaktori i uvećanje procesa s laboratorijskog na industrijski nivo. Dizajn elektrokemijskih reaktora. Vrste elektrokemijskih reaktora. Neophodni elementi elektrokemijskih reaktora. Provedba elektrokemijskih reakcija na industrijskom nivou. Utrošak energija i snaga. Optimizacija troškova.

Seminar: posjet industrijskom pogonu

12. Tjedan
Elektrokemijske reakcije organskih spojeva u pripravi visoko-funkcionalnih modificiranih površina za različite primjene.

Seminar: uloga modificiranih površina u različitim područjima znanosti i tehnologije

13. Tjedan
Elektrokemijske reakcije bioloških spojeva i ljekovitih supstanci

Laboratorij: reaktivnost biološih spojeva.

14. Tjedan
Treća provjera znanja.
Rekapitulacija gradiva.


RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Opće kompetencije
- Razumijevanje temeljnih mehanizama elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
- Prepoznavanje elektroaktivnih i elektrokemijski reaktivnih dijelova molekule
- Stjecanje vještina neophodnih za dizajn elektrokemijskih reaktora i provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva

Specifične kompetencije
- Izbor otapala i osnovnog elektrolita
- Izbor elektroda
- Određivanje elektrokemijskih parametara elektorkemijskih reakcija organskih spojeva
- Određivanje mehanizma elektrokemijskih reakcija analizom cikličkih voltamograma
- Primjena elektroanalitičkih metoda u elektrokemijskim reakcijama organskih spojeva

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHVA IZVRŠAVANJA:
Studenti su dužni prisustvovati predavanjima i seminarima.
Studenti su obavezni odraditi laboratorijske vježbe.
Studenti su obavezni pristupiti provjerama znanja

UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Studenti moraju pohađati predavanja.
Završene laboratorijske vježbe, predani svi referati iz vježbi i kolokvirane vježbe.

NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja
Seminari
Laboratorijske vježbe
Konzultacije

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
Tri provjere znanja tijekom nastave.
Pismeni ispit.
Usmeni ispit.

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.

ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
- Definirati prednosti i nedostatke elektrokemijskih metoda spram konvencionalnih metoda organske sinteze
- identificarati sve stupnjeve koji se mogu pojaviti tijekom elektrokemijske reakcije organskih spojeva
- primijeniti elektrokemijske tehnike na istraživanje i provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
- prepoznati različite mehanizme organskih elektrokemijskih reakcija
- odabrati neophodne uvjete i čimbenike za provedbu reakcija - primijeniti stečena znanja na konstrukciju elektrokemijskih reaktora

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
- primijeniti široko i duboko znanje iz područja matematike, kemije, kemijskog inženjerstva i drugih znanosti za rješavanje znanstvenih, stručnih i općih društvenih problema u području svoje ekspertize
- riješiti probleme znanstvenim pristupom, čak i kada su oni nepotpuno formulirani ili formulirani na neuobičajen način, pružajući spektar mogućih rješenja
- samostalno planirati teorijska i eksperimentalna istraživanja

1. Definirati prednosti i nedostatke elektrokemijskih metoda spram konvencionalnih metoda organske sinteze
2. Identificarati sve stupnjeve koji se mogu pojaviti tijekom elektrokemijske reakcije organskih spojeva
3. Primijeniti elektrokemijske tehnike na istraživanje i provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
4. Prepoznati različite mehanizme organskih elektrokemijskih reakcija
5. Odabrati neophodne uvjete i čimbenike za provedbu reakcija
6. Primijeniti stečena znanja na konstrukciju elektrokemijskih reaktora

1. 1. Zoran Mandić, predavanja i interni nastavni materijali.
   2. J. Fry, Synthetic Organic Electrochemisty, John Wiley and Sons, Inc., N. Y. (1989).,
2. 1. H. Lund, O. Hamerich, Organic Electrochemistry, Marcel Dekker, Inc. (2001).,

Izborni kolegij - Redovni modul - Primijenjena organska kemija