Chemia fizyczna i jądrowa 0600-S2-O-CFJ

Wykład - zakres tematów:
1. Fizykochemia mieszanin (wielkości cząstkowe, nieidealność mieszanin).
2. Budowa jądra atomowego, cząstki elementarne (Model Standardowy). Stabilność jądra i przemiany jądrowe. Prawo rozpadu promieniotwórczego. Kinetyka przemian jądrowych.
3. Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią. Absorpcja promieniowania elektromagnetycznego i cząstek naładowanych. Pomiary promieniowania - rodzaje detektorów.
4. Chemiczne skutki oddziaływania promieniowania jonizującego - elementy chemii radiacyjnej. Dozymetria. Oddziaływanie promieniowania jądrowego na organizmy żywe.
5. Energetyka jądrowa - reaktory jądrowe, problemy bezpieczeństwa. Zastosowanie izotopów w technice. Najważniejsze metody rozdzielania i wzbogacania izotopów.
6. Zastosowanie izotopów: Metody wskaźnikowe w chemii i biologii. Izotopowe metody określania wieku. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w medycynie ( medycyna nuklearna) - radiodiagnostyka i radioterapia. Efekty izotopowe i ich zastosowanie.

Laboratorium - wykaz ćwiczeń:
Chemia jądrowa
1. Charakterystyka licznika scyntylacyjnego.
2. Neutronowa analiza aktywacyjna. Kinetyka samorzutnych przemian jądrowych.
3. Absorpcja promieniowania γ. Spektrometria promieniowania γ.
4. Właściwości promieniowania beta. Analiza ilościowa potasu metodą wskaźnika promieniotwórczego.
5. Pomiar i zasięg promieniowania α. Oznaczanie zawartości izotopów α-promieniotwórczych w minerałach i materiałach budowlanych.
Chemia fizyczna
6. Wyznaczanie cząstkowych objętości molowych składników w układzie H2O - C2H5OH
7. Wyznaczanie stałej dysocjacji wskaźników alkacymetrycznych metodą spektrofotometryczną
8. Wyznaczanie aktywności oraz współczynnika osmotycznego wody w roztworach kwasu solnego

W cyklu 2021/22L:

Przedmiot pozwoli uzyskać poszerzoną wiedzę na temat:
– budowy jądra atomowego,
– samorzutnych przemian jądrowych i ich kinetyki (prawo rozpadu promieniotwórczego),
– procesów absorpcji promieniowania jonizującego (mechanizmy oddziaływania promieniowania alfa, beta, gamma i neutronów z materią),
– detektorów promieniowania (jonizacyjne, scyntylacyjne, półprzewodnikowe),
– wykorzystania materiałów promieniotwórczych w nauce, przemyśle, medycynie,
– metod pomiarowych stosowanych w radiochemii,
– fizykochemii mieszanin (wielkości cząstkowe, nieidealność mieszanin).

Całkowity nakład pracy studenta

Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela – 55 h. Praca indywidualna studenta: uzupełnianie notatek, studia literatury, powtarzanie materiału, przygotowanie do zajęć, pisanie raportów z ćwiczeń – 70 h. Czas potrzebny do przygotowania się i uczestnictwo w procesie oceniania (kolokwium, egzamin) – 25 h. Razem: 150 h = 6 p. ECTS

Efekty uczenia się - wiedza

W01: Zna i rozumie procesy zachodzące podczas przemian jądrowych, posiada wiedzę na temat kinetyki reakcji jądrowych - K_W04 W02: Zna podstawy chemii radiacyjnej, w tym chemiczne skutki oddziaływania promieniowania jonizującego na substancje chemiczne - K_W04 W03: Zna zastosowania izotopów promieniotwórczych w środowisku naturalnym, przemyśle, medycynie, energetyce - K_W04 W04: Zapoznał się ze skutkami oddziaływania promieniowania jonizującego na organizmy żywe. Zna zasady bezpiecznej pracy z substancjami promieniotwórczymi i promieniowaniem jonizującym - K_W14; K_W04 W05:– Ma pogłębioną wiedzę w zakresie fizykochemii mieszanin - K_W02

Efekty uczenia się - umiejętności

U01: Potrafi przygotować próbki oraz zastosować właściwe techniki pomiarowe do zbadania natężenia promieniowania jonizującego materiałów, a także zinterpretować otrzymane wyniki - K_U02, K_U14 U02: Potrafi samodzielnie zaplanować i przeprowadzić eksperyment z użyciem substancji promieniotwórczych obecnych w środowisku - K_U11 U03: Potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę z zakresu chemii fizycznej i jądrowej do rozwiązywania problemów - K_U01

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K01: Ma świadomość ograniczenia własnej wiedzy i konieczności ciągłego jej poszerzania i pogłębiania - K_K01 K02: Jest świadomy znaczenia oraz zagrożeń związanych z wykorzystaniem związków promieniotwórczych oraz odpowiedzialnością związaną z ich stosowaniem - K_K03, K_K04 K03: Potrafi w sposób zrozumiały także dla niespecjalistów przedstawić wiedzę z zakresu chemii fizycznej i jądrowej - K_K07

Metody dydaktyczne

Wykład Ćwiczenia laboratoryjne

Metody dydaktyczne eksponujące

- pokaz

Metody dydaktyczne podające

- wykład konwersatoryjny
- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna

Metody dydaktyczne w kształceniu online

- metody wymiany i dyskusji
- metody służące prezentacji treści

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

- Zaliczenie następujących przedmiotów na poziomie licencjatu, zgodnie z ich podstawami programowymi: chemia fizyczna, matematyka; - posiadanie wiedzy ogólnej z fizyki.

Koordynatorzy przedmiotu

Piotr Adamczak
Izabela Koter

Kryteria oceniania

Wykład: egzamin pisemny – W01, W02, W03, W04, W05, U03, K01, K03.
Laboratorium: kolokwium, raporty z ćwiczeń – W01, W04, U01, U02, U03, K02, K03

Wykład - Egzamin w formie stacjonarnej lub zdalnej składający się z dwóch części (chemia fizyczna i chemia jądrowa).

Na ocenę końcową z wykładu składa się:
- 33% wynik egzaminu z części dotyczącej chemii fizycznej,
- 67% wynik egzaminu z części dotyczącej chemii jądrowej.
Konieczne jest uzyskanie minimum 51% możliwych punktów z każdej części egzaminu oraz uzyskanie zaliczenia z laboratorium.

Laboratorium - Obowiązuje wykonanie 7 ćwiczeń i opracowanie wyników w postaci raportów według podanego schematu oraz podejście do kolokwium z zagadnień obejmujących tematykę zadań wykonywanych na pracowni. Niezbędne jest zaliczenie każdego z ćwiczeń oraz uzyskanie minimum 51% możliwych do uzyskania punktów.

Egzamin oraz Laboratorium oceniane są według skali:
<51% - niedostateczny (2)
51 - 60% - dostateczny (3)
61 - 65% - dostateczny+ (3,5)
66 - 75% - dobry (4)
76 - 80% - dobry+ (4,5)
>80% - bardzo dobry (5)

Praktyki zawodowe

Brak

Literatura

1. W. Szymański, Chemia jądrowa, PWN, Warszawa 1996.
2. W. Szymański, Elementy nauki o promieniowaniu jądrowym dla kierunków ochrony środowiska, UMK, Toruń 1999.
3. J. Sobkowski, M. Jalińska-Kazimierczuk, Chemia jądrowa, Adamantan, Warszawa 2006.
4. A.B. Niesmiejanow i in., Ćwiczenia z radiochemii, PWN, Warszawa 1959.
5. P.W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2001.
6. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, 1. Podstawy fenomenologiczne, PWN, Warszawa 2005.
7. S.I. Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics, 3rd ed., Wiley, Singapore, 1999.
8. S.I. Sandler, Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics, 5th ed. Wiley, 2017.

W cyklu 2021/22L:

1. W. Szymański, Chemia jądrowa, PWN, Warszawa 1996.
2. W. Szymański, Elementy nauki o promieniowaniu jądrowym dla kierunków ochrony środowiska, UMK, Toruń 1999.
3. J. Sobkowski, M. Jalińska-Kazimierczuk, Chemia jądrowa, Adamantan, Warszawa 2006.
4. A.B. Niesmiejanow i in., Ćwiczenia z radiochemii, PWN, Warszawa 1959.
5. P.W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2001.
6. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, 1. Podstawy fenomenologiczne, PWN, Warszawa 2005.
7. S.I. Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics, 3rd ed., Wiley, 1999.
8. S.I. Sandler, Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics, 5th ed., Wiley, 2017.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-O-CFJ w USOSweb