Εργαστήριο Χημικής Μηχανικής IΙ

Στοιχεία Μαθήματος
Διδάσκων (Διδάσκοντες):
Προπτυχιακά Μαθήματα, 4o Εξάμηνο (2ο Έτος, Εαρινό)
Κατηγορία μαθήματος: Υποχρεωτικά Μαθήματα
Τύπος Μαθήματος: Ανάπτυξης Δεξιοτήτων
Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνικά
Κωδικός Μαθήματος: CHM_521n
Μονάδες: 4
Μονάδες ECTS: 6
Τύπος Διδασκαλίας: Εργαστήριο (4Ωρ./Εβδ.)
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus: Όχι
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος: CMNG2161
Λεπτομέρειες Μαθήματος

Με την ολοκλήρωση της επιτυχούς συμμετοχής στο εργαστηριακό αυτό μάθημα, ο φοιτητής θα μπορεί:

  1. να έχει εξοικειωθεί με τις κύριες κατηγορίες της υγρής χρωματογραφίας (High Performance Liquid Chromatography (HPLC)), την οργανολογία (χρωματογραφικές στήλες, κινητή φάση κλπ), ποσοτική και ποιοτική ανάλυση και εφαρμογές της τεχνικής. 

  2.  Να έχει εμπεδώσει τις βασικές αρχές της Χρωματογραφίας Αερίων (διαχωρισμός, ανίχνευση). Θα μπορεί να περιγράψει πειραματικές διαδικασίες και τη βασική ορολογία της τεχνικής (κινητή – σταθερή φάση, χρόνος παραμονής, έκλουση κ.ά.). Να διαχωρίσει και να ποσοτικοποιήσει ένα μίγμα αλκοολών και κετονών μέσω του οργάνου GC/FID.

  3. Να γνωρίζει τις βασικές αρχές της φασματοφωτομετρίας Υπεριώδους Ορατού (UV-vis). Την απόκτηση και ερμηνεία φασμάτων απορρόφησης αλδεϋδών και κετονών χρησιμοποιώντας τον νόμο Beer-Lambert. 

  4. Να έχει εξοικειωθεί με τη θεωρία της φασματοσκοπίας Υπερύθρου (Infra-Red, IR) υγρών δειγμάτων και την οργανολογία της μεθόδου. Επίσης θα γνωρίζει βασικές εφαρμογές της, όπως ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός μοριακών ειδών διαφόρων τύπων. 

  5. Να πραγματοποιήσει ανάλυση φυσιορρόφησης/χημειορρόφησης, να υπολογίσει την ειδική επιφάνεια, το πορώδες και τη διασπορά μετάλλων.

  6. Να περιγράψει βασικές έννοιες και αρχές της Ηλεκτραναλυτικής Χημείας, όπως ηλεκτροχημικό κελί, ποτενσιομετρία, βολταμετρία, ποτενσιομετρικός προσδιορισμός ισοδύναμου σημείου οξέος – βάσεως,  και ηλεκτροχημικές οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις. 

  7.  Να υπολογίσει μέσω της τεχνικής της περίθλασης ακτίνων Χ (XRD) μικροσκοπίας σάρωσης ηλεκτρονίων (SEM-EDS) το μέσο μέγεθος των κρυσταλλιτών και των σωματιδίων, να πραγματοποιήσει αναγνώριση των κρυσταλλικών φάσεων, οπτική μελέτη της επιφανειακής μορφολογίας και στοιχειακή ανάλυση δειγμάτων.

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του εργαστηριακού αυτού μαθήματος οι φοιτητές πρέπει να έχουν αποκτήσει τις ακόλουθες γενικές ικανότητες:

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών 
  • Ομαδική εργασία
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον 
  • Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών 
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Οι φοιτητές πρέπει να έχουν καλή γνώση του σχετικού θεωρητικού υποβάθρου της Χημικής Θερμοδυναμικής και της Φυσικοχημείας.

Βασικές κατηγορίες της τεχνικής υγρής χρωματογραφίας, Instrumentation-χρωματογραφικές στήλες- κινητή φάση, ποιοτική και ποσοτική ανάλυση, Εφαρμογές.

Εισαγωγή στις βασικές αρχές της αέριας χρωματογραφίας (ενέσεις, διαχωρισμός και ανίχνευση). Επεξήγηση των τυπικών πειραματικών διαδικασιών, όροι κλειδιά (τύποι στηλών, κινητή φάση, σταθερή φάση, χρόνος έκλουσης, κορυφές, ανάλυση). Εφαρμογή στο διαχωρισμό και την ποσοτική ταυτοποίηση μιγμάτων αλκοολών και κετονών με τη χρήση.

Βασικές αρχές και οργανολογία της φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού. Φάσματα ηλεκτρονιακής απορρόφησης, ποιοτική και ποσοτική ερμηνεία. Χρήση του Beer-Lambert. Μέτρηση και ανάλυση  φασμάτων απορρόφησης αλδεϋδών και κετονών.

Εισαγωγή στη θεωρία της Φασματοφωτομετρίας Υπερύθρου με Μετασχηματισμό Fourier (FTIR), Οργανολογία (μονοχρωμάτορας, κυψελίδα, πηγή), εφαρμογές (ποιοτική και ποσοτική ανάλυση μοριακών ειδών).

Εισαγωγή στις έννοιες των διεργασιών ρόφησης (φυσιορόφηση, χημειρρόφηση) Μέτρηση ειδικής επιφάνειας, πορώδες, ειδική επιφάνεια ενεργού μετάλλου, διασπορά.

Ηλεκτροχημικά κελιά και διεργασίες, ποτενσιομετρία, βολταμετρία, κυκλική βολταμετρία – εφαρμογές, ποτενσιομετρική τιτλοδότηση, καθορισμός ισοδύναμου σημείου, βασικές αρχές και οργανολογία.

Κρυσταλλογραφική μελέτη ανόργανων οξειδίων, ταυτοποίηση φάσης, υπολογισμός μέσου μεγέθους κρυσταλλιτών, ποιοτική και ποσοτική ανάλυση φάσεων, μορφολογική μελέτη και απεικόνιση, εικόνες επιφανείας και κάθετης τομής, στοιχειακή ανάλυση μέσω χαρτογράφησης.

Το περιεχόμενο της άσκησης, το θεωρητικό υπόβαθρο, οι αρχές υπολογισμών και η πειραματική διαδικασία παρουσιάζονται με προβολέα. Η επικοινωνία με τους φοιτητές και η κατάθεση των εργασιών γίνονται μέσω του e-class του εργαστηρίου.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Δραστηριότητα

Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Εργαστηριακές Ασκήσεις

32
Επίλυση ασκήσεων στο σπίτι

40
Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας

75
Εξετάσεις

3
Σύνολο Μαθήματος

150

Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):

150 Ώρες

1)    Γραπτές αναφορές (40%) επεξεργασίας των μετρήσεων; 2) Τελική γραπτή εξέταση (60%).

Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο eclass του μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2161/

και στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.

1) P. Atkins, J. de Paula, “ATKINS’ Physical Chemistry”, 8th Edition, Oxford University Press, 2006. 

2) K. Denbigh, “The Principles of Chemical Equilibrium”, Cambridge University Press, 1957.