Wybrane aspekty chemii fizycznej i jądrowej 0600-S2-O-WAFJ

Wykład - zakres tematów:
1. Fizykochemia mieszanin (wielkości cząstkowe, nieidealność mieszanin, równowagi fazowe).
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. Odpady promieniotwórcze. 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:
Oznaczanie pierwiastków z zastosowaniem analizy aktywacyjnej.
Badanie absorpcji promieniowania beta.
Spektroskopia gamma.
Zaplanowanie i wykonanie zadania problemowego na temat oznaczania promieniotwórczości naturalnej wybranych materiałów.
Chemia fizyczna:
Wyznaczanie cząstkowych objętości molowych składników w układzie H2O - C2H5OH
Wyznaczanie stałej dysocjacji wskaźników alkacymetrycznych metodą spektrofotometryczną
Wyznaczanie aktywności oraz współczynnika osmotycznego wody w roztworach kwasu solnego

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: Wykład – 20h Laboratorium – 40 h Konsultacje z nauczycielem – 15h Praca indywidualna studenta: Przygotowanie do wykładów, czytanie literatury – 5h Przygotowanie do pracowni, opracowanie raportów – 40 h Przygotowanie do egzaminu i kolokwiów – 30 h Razem 150 h = 6 ECTS (25h/ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

Student W1: Wyjaśnia i charakteryzuje procesy zachodzące podczas przemian jądrowych, opisuje kinetykę reakcji jądrowych - K_W04 W2: Definiuje pojęcia z zakresu chemii radiacyjnej, rozpoznaje i opisuje chemiczne skutki oddziaływania promieniowania jonizującego na substancje chemiczne - K_W04 W3: Krytycznie ocenia możliwości i ograniczenia zastosowania izotopów w energetyce, diagnostyce medycznej oraz metodach analitycznych, proponując optymalne rozwiązania dla wybranych problemów technicznych lub badawczych - K_W04 W4: Identyfikuje i objaśnia skutki oddziaływania promieniowania jonizującego na organizmy żywe. Określa zasady bezpiecznej pracy z substancjami promieniotwórczymi i promieniowaniem jonizującym - K_W14; K_W04 W5:– Charakteryzuje i objaśnia pojęcia i procesy w zakresie fizykochemii mieszanin - K_W02

Efekty uczenia się - umiejętności

Student U1: przygotowuje próbki oraz stosuje właściwe techniki pomiarowe do zbadania natężenia promieniowania jonizującego materiałów, a także interpretuje otrzymane wyniki - K_U02, K_U14 U2: samodzielnie planuje i przeprowadza eksperyment z użyciem substancji promieniotwórczych obecnych w środowisku, a także interpretuje ich wyniki, uwzględniając ograniczenia techniczne i właściwości detektorów - K_U11 U3: łączy wiedzę z zakresu chemii fizycznej i jądrowej do rozwiązywania problemów - K_U01 U4: wyszukuje i analizuje informacje w źródłach naukowych w celu sporządzenia raportu z badań – K_U08

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Student K1: ma świadomość ograniczenia własnej wiedzy z zakresu chemii fizycznej i jądrowej oraz konieczności ciągłego jej poszerzania i pogłębiania - K_K01 K2: jest świadomy znaczenia oraz zagrożeń związanych z wykorzystaniem związków promieniotwórczych oraz odpowiedzialnością związaną z ich stosowaniem - K_K03, K_K04 K3: prezentuje w sposób zrozumiały także dla niespecjalistów wiedzę z zakresu chemii fizycznej i jądrowej - K_K07 K4: krytycznie podchodzi do informacji na temat promieniotwórczości oraz uzasadnia swój osąd, kierując się zasadami logiki i metody naukowej – K_K07 K5: aktywnie uczestniczy w pracy zespołowej w celu rozwiązania określonego problemu z zakresu chemii fizycznej i jądrowej – K_K02

Metody dydaktyczne

Wykład informacyjny, wykład problemowy Metoda laboratoryjna, klasyczna metoda problemowa

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące

- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

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

Koordynatorzy przedmiotu

Izabela Koter
Stanisław Koter

Kryteria oceniania

Wykład - Egzamin w formie stacjonarnej lub zdalnej składający się z dwóch części (chemia fizyczna i chemia jądrowa).
Na ocenę końcową z wykładu składa się:
- 50% wynik egzaminu z części dotyczącej chemii fizycznej,
- 50% 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 przystąpienie 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)

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.

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-WAFJ w USOSweb