|
Vyučující
|
-
Neckář Pavel, doc. Ing. Ph.D.
-
Pelikán Jakub, Mgr. Ph.D.
-
Kříž Filip, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Principy chemických reakcí v atmosféře, hydrosféře i pedosféře. Interakce technických materiálů s prostředím. Chemie anorganická, organická, fyzikální, termochemie, elektrochemie, fázové rovnováhy. Kinetika přírodních dějů a transport látek. V semináři jsou probírány teoretické základy jevů vyskytujících se v životním prostředí, jsou zde také představeny základní výpočty. Přednášky: 1. Základní pojmy; sféry Země; život na Zemi; ekosystém; vztahy mezi organismy; vlastnosti živých struktur; stavba prokaryotické a eukaryotické buňky. Chemické názvosloví, stavba atomu, chemické vazby, Princip chemické reakce. 2. Člověk; ekologie člověka; vývoj kultury, základy genetiky. 3. Chemické složení živé a neživé přírody; materiálové toky v životním prostředí; toky energie; periodická tabulka prvků; chemická kinetika a rovnováha chemických procesů. 4. Chemické reakce v prostředí. Základy chemické termodynamiky. Termochemie a výpočty. S jakými reakcemi je nutno počítat, co se bude dít v prostředí, ve kterém materiál se materiál nachází. 5. Plynná fáze: Fyzikální a chemické vlastnosti atmosféry, přenos energie v atmosféře, pohyb atmosférických hmot - počasí - meteorologie - klimatologie. Vlhkost jako faktor elektrochemické koroze. 6. Reakce v atmosféře, troposférické pozadí, polutanty v atmosféře, smog, skleníkový efekt, ozónová vrstva. Ideální a reálný plyn. Stavová rovnice ideálního plynu. Vlastnosti vybraných plynů (např. inertní plyny, O2, Cl2, H2, CO2, NOx, vodní pára), Kapalný stav - roztoky, solvatace, typy rozpouštědel. Konstrukční materiály v prostředí polutantů. 7. Druhy vod. Složení přírodních vod, povrchové a podpovrchové vody, fyzikální a chemické vlastnosti vody, pitná voda, nutrienty, znečištění. Vodné prostředí jako reakční prostředí. Základy elektrochemie, redoxní reakce, elektrolýza, galvanický článek. Faradayovy zákony a výpočty. Technologie využívající elektrochemické jevy (pokovování, baterie, vodíkové technologie) 8. Chemické reakce a chemické rovnováhy ve vodách, speciace prvků, acidobazické rovnováhy, komplexotvorné rovnováhy, srážecí rovnováhy, oxidačně-redukční rovnováhy. Vody agresivní a vody inkrustující. Odpadní vody jako zdroj surovin. 9. Mikrobiologie, hydrobiologie, analytické stanovení vybraných ukazatelů, vodní zákon. Základní principy analytické chemie. Úvod do organické chemie - typy sloučenin, nomenklaturní principy a základní typy organických reakcí. Sorpce, povrchové jevy, disperzní soustavy a chemie koloidů 10. Geosféra: surovinové zdroje. Geologické podloží, nerosty a horniny, vývoj Země. Chemie uhlíku a křemíku - srovnání prvků - vlastnosti, použití. 11. Pedologie, půdotvorné procesy, chemismus půdy, povrchové jevy, chemie koloidů, saturovaná a nesaturovaná zóna. Keramika a sklo - výroba, vlastnosti, druhy keramiky a skel, použití. Sorpce, nanomateriály. 12. Toxikologie, toxické vlastnosti látek. Perspektivní materiály pro strojírenství, možnosti recyklace materiálů. Proč některé látky nepoužívat i když mají lepší vlastnosti. 13. Vliv člověka na životní prostředí, ekonomické aspekty ochrany životního prostředí. Investice do čistých technologií se může projevit prodlouženou životností materiálů.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška s praktickými aplikacemi, E-learning, Individuální konzultace, Seminární výuka, Samostatná práce studentů
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 16 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Příprava na dílčí test [2-10]
- 10 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 26 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Znalost chemického názvosloví, orientace v periodické tabulce prvků. |
| Znalost principu, zápisu a vyčíslování chemických rovnic |
| Znalost základních fyzikálních a chemických jevů |
| Převody jednotek |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Vyjádřit a vypočítat fyzikální veličinu z rovnice. |
| Základní manipulace s chemickým sklem. |
| Vypracovat jednoduchý protokol o měření. |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: své učení a pracovní činnost si sám plánuje a organizuje, |
| bc. studium: kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při svém studiu a praxi, |
| bc. studium: je otevřený k využití různých postupů při řešení problémů, nahlíží problém z různých stran, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Rozumět základním jevům odehrávajícím se v životním prostředí. Identifikovat polutanty a rozlišit přirozené a znečištěné prostředí. |
| Rozumět základním chemickým reakcím a výpočtům z chemických rovnic. |
| Orientovat se v základních typech materiálů (kovové, keramické, polymerní, apod.) a jejich vlastnostech. |
| Mít základní znalosti elektrochemie a termochemie. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Připravit základní typy roztoků a provézt test rozpustnosti rozličných kovů v kyselinách. |
| Vypracovat zprávu o záznamu chemického experimentu zahrnující interpretaci pozorovaných chemických dějů. |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
| bc. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Přednáška s demonstrací, |
| Přednáška s diskusí, |
| Přednáška s analýzou videozáznamu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Laboratorní praktika, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Laboratorní praktika, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Test, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Kombinovaná zkouška, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Doušová, B.; Bůzek, F. Chemie životního prostředí: úvod do chemie atmosféry, hydrosféry a geosféry.. Praha, 2016. ISBN 978-80-7080-979-2.
-
Duchek, P., Šmídová, H. Řešené příklady z chemie. Plzeň. 2013.
-
Khan, N. A state-of-art-review on emerging contaminants: Environmental chemistry, health effect, and modern treatment methods. , 2023, ISSN 0045-6535.
|