Detail předmětu

Praktická chemie pro elektrotechniky

FEKT-BPCEAk. rok: 2016/2017

Atomy a molekuly, jejich orbitaly a hybridizace. Reakce, oxidace a redukce. Materiály pro elektrotechniku. Kapaliny, plyny, roztoky a jejich fyzikální vlastnosti. Chemické rovnováhy a reakční rychlosti. Úvod do laboratorní techniky. Koroze, povrchové úpravy materiálů. Úvod do fotochemie. Úvod do elektrochemie. Elektrochemické metody. Elektrochemická impedanční spektroskopie.

Výsledky učení předmětu

Student v předmětu získá teoretické i praktické základy z oblasti chemie a elektrochemie. Na základě těchto znalostí bude schopen precizně a bezpečně provádět běžné laboratorní úkony potřebné pro svá měření v chemické a elektrochemické laboratoři.

Prerekvizity

Předmět je navržen jako úvod do chemie pro elektrotechniky, nevyžaduje tedy jiné prerekvizity, než znalosti získané během středoškolského studia a povinných předmětů Elektrotechnika I a Elektrotechnika II.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Za absolvování všech laboratorních cvičení a správné vypracování všech protokolů student získá maximum 20 bodů. Dalších 20 bodů bude uděleno za zápočtový test z laboratorních znalostí. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná ústní zkouška bude hodnocena maximem 60 bodů.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Osnovy přednášek:
1. Úvod do chemie pro elektrotechniky: jednoduchá charakteristika atomů a molekul, chemické vazby, atomové, molekulární hmotnosti.
2. Atomové orbitaly, koncept molu a koncentrace, hybridizace.
3. Názvosloví, základní reakce, oxidace a redukce.
4. Vlastnosti prvků a materiálů pro elektrotechniku: kovy, polovodiče, kompozity, polymery. Elektrochemická řada kovů.
5. Kapaliny a plyny (tekutiny) - fyzikální vlastnosti a jejich měření.
6. Roztoky, koncentrace, aktivita, iontová síla, pH, vodivost.
7. Rovnováhy. Reakční rychlosti.
8. Praktické návody pro práci v laboratoři. Přístroje, laboratorní vybavení a základní analytické metody.
9. Koroze, odolnost materiálů, pokročilé a „smart“ materiály. Fázové diagramy. Ochrana proti korozi.
10. Elektromagnetické záření a materiály. Fotocitlivost, degradace, světlo a energie.
11. Základní informace o elektrochemii. Elektrody, galvanické a elektrolytické články.
12. Elektrochemické metody, potenciometrie a voltametrie.
13. Přehled elektroniky střídavého proudu. Střídavé metody elektrochemie - elektrochemická impedanční spektroskopie.



Osnovy cvičení:
1. Laboratorní vybavení. Laboratorní řád. Práce s hořlavinami, kyselinami, louhy, jedy a technickými plyny. Čistota chemikálií.
2. Vážení. Příprava roztoků, koncentrace, výpočty. Rozpustnost sloučenin ve vodě. Měření objemů kapalin, pipetování, byreta.
3. Měření pH a teploty, acidobazické indikátory, titrace, titrační křivka a vynášení grafů.
4. Elektrodové potenciály, ověření platnosti Nernstovy rovnice.
5. Vodivost - pevný vzorek a iontová vodivost elektrolytů.
6. Iontově selektivní elektrody. Studium jejich vlastností.
7. Elektrochemické zdroje energie.
8. Přepětí vodíku na kovech.
9. Anodická oxidace hliníku, příprava povrchu (tenké vrstvy). Charakterizace v elektronovém mikroskopu.
10. Pasivace kovů při pomalé voltametrii. Polarizační křivky.
11. Elektrochemická impedanční spektroskopie.
12. Zápočtový test.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy chemie a elektrochemie a poskytnout jim praktické znalosti využitelné zejména při řešení semestrálních projektů, bakalářských a diplomových prací s problematikou zaměřenou na experimentální činnosti v elektrochemických a elektrotechnických laboratořích. Součástí laboratorních cvičení bude výuka ovládání laboratorních přístrojů a rovněž precizní, reprodukovatelné a bezpečné provádění základních analytických procesů jako např. příprava roztoků, filtrace, titrace, vážení.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-MET , 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning