Електроліз іонних розплавів
Спеціальність: Технічна електрохімія
Код дисципліни: 7.161.03.E.023
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Хімії і технології неорганічних речовин
Лектор: к.т.н., доц. Зозуля Галина Іванівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: 1. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в області електрохімічних каталітичних процесів, електрохімічної енергетики та отриманні металів електролізом іонних розчинів.
2. Здатність критично аналізувати сучасні технології та формувати вимоги для розроблення інноваційних процесів і перспективних електрохімічних каталітичних процесів, у галузі електрохімічної енергетики та електролізу іонних розплавів.
3. Здатність проводити наукові роботи в області електрохімічних каталітичних процесів, електролізу іонних розплавів, електрохімічних процесів для генерування та накопичення електричної енергії.
Результати навчання: 1. Здійснювати пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, аналізувати та оцінювати відповідну інформацію.
2. 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.
Комунікація (КОМ):
1. 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: Попередні навчальні дисципліни:
1. Методологія наукових досліджень
2. Хімія та технології наноматеріалів
3. Технологія, обладнання і проектування електрохімічних виробництв.
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
1. Корозія металів під напруженням
2. Електрохімічний каталіз
3. Електрохімічна енергетика
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Електроліз іонних розплавів» охоплює знання про теоретичні основи електрохімії іонних розплавів, особливості електродних процесів електрохімічного одержання металів, неметалів з розплавів сольових систем (алюмінію, магнію, натрію, кальцію, літію, берилію, молібдену, вольфраму), нанесення покриттів металами, сплавами, які за експлуатаційними властивостями переважають такі, що отримані у водних розчинах та рафінування металів із зазначенням складу розплаву та режимів електролізу. Вона включає грунтовне розуміння технологічних аспектів та технологічного обладнання вказаних процесів. Згідно навчальних планів дисципліною передбачено 30 годин лекцій і 15 годин лабораторних занять та контроль знань у формі іспиту.
Опис: 1. ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ЕЛЕКТРОЛІЗУ ІОННИХ РОЗПЛАВІВ.
Значення електрохімії розплавів. Тенденції і перспективи розвитку електрохімії розплавлених середовищ. Будова іонних розплавів. Електропровідність розплавів та їх особливості.
Електрохімічний ряд напруг та електродні потенціали в іонних розплавах.
Особливості перебігу хімічних реакцій в іонних розплавах. Характеристика електродних процесів. Катодні та анодні процеси в іонних розплавах. Анодний ефект. Особливості діафрагмового мікроміжполюсного електролізу.
2. ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ОДЕРЖАННЯ МЕТАЛІВ ТА НЕМЕТАЛІВ ІЗ РОЗПЛАВІВ.
Електрохімічне одержання алюмінію. Склад та особливості електролітів електрохімічного одержання алюмінію. Електродні процеси та процеси в електроліті. Особливості конструкцій електролізерів і технології.
Електрохімічне одержання магнію. Склад електролітів електрохімічного одержання магнію, їх властивості. Електродні процеси та процеси в електроліті. Особливості конструкцій електролізерів і технології.
Електрохімічне одержання натрію. Механізм процесів електролізу розплаву натрію гідроксиду. Механізм процесів електролізу розплавів хлоридних систем. Одержання берилію, титану, молібдену та вольфраму.
Одержання фтору, бору, кремнію.
3. ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТІВ З РОЗПЛАВІВ.
Нанесення металевих покриттів. Покриття легкоплавкими металами: цинкування, алюмініювання. Покриття тугоплавкими металами: берилієм, хромом, молібденом, вольфрамом. Нанесення неметалевих покриттів та карбідів металів. Покриття карбідами молібдену та вольфраму.
4. ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ РАФІНУВАННЯ МЕТАЛІВ У РОЗПЛАВАХ.
Рафінування магнію й алюмінію. Вилучення та рафінування кольорових і рідкісних металів.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль результатів навчання здобувачів освіти включає виконання та захист лабораторних робіт, усне опитування. Семестровий контроль здійснюється у формі іспиту (письмово-усна форма) - письмове опитування, тестовий контроль, усна компонента.
Екзамен перед комісією студент складає в усній формі з фіксацією запитань та оцінок відповідей на екзаменаційному листі.
Критерії оцінювання результатів навчання: • письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (30%)
• підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, іспит): письмово-усна форма (70%)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів («відмінно») – виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
87–71 бал («добре») – виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
70 – 50 балів («задовільно») – виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач;
49–00 балів («незадовільно») – виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Кунтий О.І., Зозуля Г.І. Електроліз іонних розплавів. Виробництво магнію. Навчальний посібник. – Львів.: Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”, 2006. – 236 с.
2. Фроленкова С.В., Лінючева О.В., Мотронюк Т.І. Електроліз іонних розплавів [Електронний ресурс]. – Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 130 с.
3. Горбачов А.К. Технічна електрохімія. Ч. І. Електрохімічні виробництва хімічних продуктів: Підручник / За ред. проф. Б.І. Байрачного. – ВАТ “Видавництво “Прапор”, 2002. – 254 с.
4. Омельчук А.О. Мікроміжполюсні електрохімічні процеси та технології в іонних розплавах // Укр. хим. ж. – 2001. – № 7. – С. 37-43.1.
5. Волошин М.Д. Устаткування галузі і основи проектування: Підручник/ М.Д.Волошин, А.Б.Шестозуб, В.М.Гуляєв.- Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2004.- 371 с.
6. Електроліз розплавів. Електрохімічне одержання магнію з карналіту та бішофіту: методичні вказівки та інструкція до виконання комплексної лабораторної роботи з дисципліни “Електроліз іонних розплавів” для студентів другого (магістерського) рівня вищої освіти спеціальності 161 “Хімічні технології та інженерія” ОПП “Технічна електрохімія” / уклад.: Г. І. Зозуля, О. І. Кунтий, А. В. Слюзар, Р. Л. Буклів. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2024. – 20 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).