Технологія речовин високої чистоти
Спеціальність: Хімічні технології неорганічних речовин і водоочищення
Код дисципліни: 7.161.01.E.024
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Хімії і технології неорганічних речовин
Лектор: доцент Буклів Роксоляна Любомирівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: спеціалізовано – професійні фахові компетентності:
(ФКС 2.1.) Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в області каталітичних хіміко-технологічних процесів, технологій речовин високої чистоти та мінеральних солей.
(ФКС 2.2.) Здатність критично аналізувати сучасні технології та формувати вимоги для розроблення інноваційних процесів і перспективних каталітичних процесів технологій неорганічних речовин, речовин високої чистоти та мінеральних солей.
(ФКС 2.3.) Здатність проводити наукові роботи в області каталітичних хіміко-технологічних процесів, технологій речовин високої чистоти та мінеральних солей.
Результати навчання: РН1 (ПР2.) Здійснювати пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, аналізувати та оцінювати відповідну інформацію).
РН2 (ПР7.) Здійснювати у науково-технічній літературі, патентах, базах даних, інших джерелах пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, і аналізувати та оцінювати відповідну інформацію.
РН3 (КОМ1) Зрозуміле і недвозначне донесення власних знань, висновків та аргументації до фахівців і нефахівців, зокрема, до осіб, які навчаються.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Методологія наукових досліджень.
Сучасні процеси у технології неорганічних речовин і водоочищенні.
Хімія і технологія наноматеріалів.
Хіміко-технологічні процеси у підготовці природних вод.
Каталіз у хімічній технології.
Технології мінеральних солей.
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна охоплює теоретичні засади, технологічні аспекти, апаратурне оформлення процесів, зокрема, інноваційних отримання речовин високої чистоти, а також приклади застосування цих процесів у реальних технологіях. Вивчення та комплексна оцінка існуючих і перспективних технологій речовин високої чистоти. Застосування принципів рециклінгу та використання відходів технологічних процесів. Вплив домішок на властивості речовин. Поняття про абсолютно чисту речовину. Класифікація речовин за чистотою в Україні і закордоном. Особливо чисті речовини та їх класифікація. Нормування мікродомішок. Фізико-хімічні і фізичні методи контролю особливо чистих речовин. Робота з речовинами високої чистоти та їх зберігання. Корозія конструкційних матеріалів, які використовують в технології речовин високої чистоти. Класифікація методів очищення речовин. Загальна характеристика гомогенних і гетерогенних, хімічних і фізико-хімічних методів очищення речовин. Теоретичні основи хімічних методів очищення речовин. Характеристика хімічних методів очищення речовин. Характеристика кристалізаційних методівочищення речовин.
Опис: Вступ. Зміст дисципліни. Предмет і завдання курсу. Вплив домішок на властивості речовин. Поняття про абсолютно чисту речовину. Неможливість одержання абсолютно чистої речовини.
Класифікація речовин за чистотою в Україні і закордоном. Особливо чисті речовини та їх класифікація. Хімічні та “фізичні” домішки.
Нормування мікродомішок. Фізико-хімічні і фізичні методи контролю особливо чистих речовин. Робота з речовинами високої чистоти та їх зберігання.
Вплив зовнішніх забруднень на процеси глибокого очищення речовин. Швидкість корозії конструкційних матеріалів, які використовують в технології речовин високої чистоти. Застосування конструкційних матеріалів: металів і сплавів, кераміки, скла, вуглеграфітових і полімерних матеріалів та інш. Забруднення атмосфери.
Класифікація методів очищення речовин. Загальна характеристика гомогенних і гетерогенних, хімічних і фізико-хімічних методів очищення речовин.
Теоретичні основи хімічних методів очищення речовин. Термодинамічний коефіцієнт розділення ?, його експериментальне визначення і теоретичний розрахунок.
Характеристика методів вибіркового окиснення і відновлення та вибіркового комплексоутворення в розчинах.
Характеристика методу хімічних транспортних реакцій. Способи реалізації методу хімічних транспортних реакцій: потоку, дифузії і конвекції.
Характеристика методу іонного обміну. Апаратурне оформлення методу іонного обміну. Характеристика екстракційного методу.
Характеристика фізико-хімічних методів очищення речовин. Дистиляційні методи. Визначення коефіцієнта розділення ?. Перегонка, багатократна перегонка. Ректифікаційний метод очищення речовин. Апаратурне оформлення ректифікаційного процесу. Молекулярна дистиляція. Сублімаційний метод очищення речовин.
Кристалізаційні методи очищення речовин. Механізм і рушійна сила процесу кристалізації. Коефіцієнт розподілу.
Методи очищення речовин кристалізацією з розплаву. Характеристика методу направленої кристалізації. Рівноважні і ефективні коефіцієнти розподілу, методи їх оцінки і експериментального визначення. Рівняння Гуллівера.
Характеристика методу зонного очищення речовин. Апаратурне оформлення процесу зонного очищення речовин. Переваги і недоліки методу. Характеристика методів витягування з розплаву і колонної кристалізації.
Характеристика методу кристалізації з розчину. Рівняння Хлопіна для процесу співкристалізації. Формула Дернера-Госкінса. Способи проведення процесу кристалізації з розчину. Апаратурне оформлення процесу кристалізації з розчину. Шляхи підвищення ефективності процесу кристалізації з розчину. Багатократна кристалізація, дробна перекристалізація.
Характеристика методу термічної дифузії. Переваги і недоліки.
Методи та критерії оцінювання: Виконання та захист лабораторних робіт, семестровий іспит, який проводять у письмово-усній формі; екзамен перед комісією з фіксацією питань та відповідей на них.
Поточний контроль передбачає письмово-усне фронтальне, індивідуальне, ущільнене опитування, виконання та захист звітів із лабораторних робіт, оцінку активності, внесених пропозицій, оригінальних рішень.
Оцінювання трирівневої (І-й рівень – тестовий контроль; ІІ-й, ІІІ-й рівні – завдання відкритого характеру) письмової та усної компонент під час екзаменаційного контролю.
Критерії оцінювання результатів навчання: • контрольні роботи (30%);
• підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, залік): письмово-усна форма (70%)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Технологія фосфоровмісних добрив, кислот і солей: Підручник / І.М. Астрелін, Л.Л. Товажнянський, О.Я. Лобойко [та ін.]. - Харків: Вид-во «Підручник НТУ «ХПІ», 2011.-288 с.
2. Буклів Р. Л. Неорганічна хімія: Частина 1: практикум / Р. Л. Буклів, О. Г. Курилець, Г. І. Зозуля, А. Б. Гелеш. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2023. – 176 c.
3. Кійко С.М., Ніколайчук О.Г., Уржунцева В.В. Лабораторний практикум з неорганічного синтезу : навчальний посібник. - Х. : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2012. - 100 с.
4. Деркач Ф.А. Неорганічна хімія. Лабораторний практикум.- Київ: Вища шк., 1978.- 232 с.
5. Сучасні методи синтезу і використання неорганічних матеріалів: підручник для здобувачів ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» / Уклад: Т. А. Донцова, О. І. Янушевська, С. О. Кирій ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. –– Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 92 с.
6. Донцова Т. А. Інноваційні неорганічні технології : підручник для студ. спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія», спеціалізації «Хімічні технології неорганічних речовин та водоочищення» [Електронний ресурс] / Т. А. Донцова // КПІ ім. Ігоря Сікорського. – 2018. Режим доступу до ресурсу: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/29858/1/Dontsova_INT.pdf.
7. Донцова Тетяна Анатоліївна. Сучасні проблемні питання хімічної технології неорганічних речовин: Навч. посіб. / Т. А. Донцова, І. М. Астрелін – К. : НТУУ «КПІ», 2011. – 146 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).