Slide background

Φυσικοχημεία ΙΙ

1. ΓΕΝΙΚΑ

ΣχολήΧημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος
Επίπεδο ΣπουδώνΠροπτυχιακό
ΚατεύθυνσηΧημικών Μηχανικών
Κωδικός μαθήματος        ΧΜ 402Εξάμηνο Σπουδών6ο
Είδος μαθήματοςΥποχρεωτικό
Αυτοτελείς Διδακτικές ΔραστηριότητεςΕβδομαδιαίες Ώρες ΔιδασκαλίαςΠιστωτικές Μονάδες

Διαλέξεις, Φροντιστηριακές και Εργαστηριακές Ασκήσεις

6
Θ=2, Α=1,  Ε=3
5
Τύπος ΜαθήματοςΕπιστημονικής περιοχής
Προαπαιτούμενα Μαθήματα 
Γλώσσα Διδασκαλίας και εξετάσεωνΕλληνική
Το Μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές ERASMUSΝαι
Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (URL) 

2. MΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο/η φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:

  1. Να κατανοεί σε βάθος θέματα που σχετίζονται με την ταχύτητα των ομογενών και ετερογενών χημικών αντιδράσεων και των μηχανισμών τους.
  2. Να είναι σε θέση να διεξάγει πειράματα για την απόκτηση κινητικών εξισώσεων και να τα αναλύει με στόχο την κατανόηση του μηχανισμού των αντιδράσεων (ομογενών και ετερογενών).
  3. Να είναι σε θέσει να καταστρώνει μηχανισμούς αντιδράσεων βάσει πειραματικών ενδείξεων και να εξάγει κινητικές εξισώσεις με βάση τους μηχανισμούς. 
  4. Να κατανοεί σε βάθος ηλεκροδιακά φαινόμενα, ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, και τη λειτουργία ηλεκτροχημικών διατάξεων κάθε τύπου (μπαταρία, κυψελίδα καυσίμου, ηλεκτρολυτικό στοιχείο). Να γνωρίζει τις βασικές εξισώσεις που διέπουν τη συμπεριφορά των ηλεκτροχημικών διατάξεων και να τις αναλύει.

Οι δεξιότητες που αναμένεται να αναπτύξει ο φοιτητής/τρια με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος είναι αντίστοιχες των προαναφερόμενων 1 έως 4 σημείων, με δυνατότητα να μπορεί να αναγνωρίζει και να επιλύει τα προβλήματα της παραγωγικής και μεταποιητικής χημικής βιομηχανίας, να οργανώνει και υλοποιεί καινοτόμο έρευνα στην κατάλυση και να αναπτύσσει έξυπνα καινοτόμα καταλυτικά υλικά και καταλυτικές διεργασίες παραγωγής χρήσιμων χημικών ή/και ενέργειας.

Γενικές Ικανότητες
 
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων
 

3. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

 
  • Χημική κινητική-ταχύτητα (ρυθμός) χημικών αντιδράσεων. Κινητικές εξισώσεις (εξισώσεις ρυθμού), η αναγκαιότητά τους στο σχεδιασμό χημικών αντιδραστήρων. Τάξη και μοριακότητα χημικής αντίδρασης, σταθερά ταχύτητας. Ανάλυση εξισώσεων ρυθμού αντιδράσεων 0ης,1ης, 2ης ..νης τάξης. Χρόνος (ημιζωής) αντίδρασης.
  • Εξάρτηση της σταθεράς ταχύτητας από τη θερμοκρασία. Εξίσωση Arrhenius, Θεωρία των συγκρούσεων, Θεωρία του ενεργοποιημένου συμπλόκου.
  • Μηχανισμός αντιδράσεων και ρυθμο-ρυθμιστικό στάδιο. Σχέση κινητικής εξίσωσης και μηχανισμού.
  • Κινητικές εξισώσεις από πειραματικά κινητικά δεδομένα σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου.
  • Κινητικές εξισώσεις από τον μηχανισμό της αντίδρασης: Αμφίδρομες, παράλληλες, επάλληλες αντιδράσεις.
  • Πολύπλοκοι μηχανισμοί και μέθοδος της στατικής κατάστασης ή του ασταθούς ενδιαμέσου. Κινητικές εξισώσεις ομογενών και ετερογενών αντιδράσεων. Μηχανισμοί Langmuir-Hinshelwood, Eley-Rideal, Mars van Krevelen.
  • Κινητικές μελέτες αντιδράσεων σε ρέοντα συστήματα (πειραματικοί αντιδραστήρες CSTR και διαφορικοί αυλωτοί αντιδραστήρες).   
  • Εισαγωγή στην Ηλεκροχημεία. Ηλεκτροχημική ισορροπία και ηλεκτροχημική κινητική.
  • Αντιδράσεις μεταφοράς φορτίου. Ανοδικό και καθοδικό ρεύμα. Ηλεκτροχημικά στοιχεία και ηλεκτρολυτικά κελιά. Νόμος Faraday.
  • Ηλεκτροχημική διπλοστοιβάδα. Δυναμικά ηλεκτροδίων και ηλεκτροχημικών στοιχείων. Μεταβολή δυναμικού. Πολώσιμα και μη-πολώσιμα ηλεκτρόδια.
  • Ηλεκτροχημική ισορροπία. Εξίσωση Nernst
  • Ηλεκτροχημική κινητική. Υπερτάσεις και αιτίες υπέρτασης. Εξίσωση Butler-Volmer. Εξίσωση Tafel. Κυψελίδες καυσίμου, Μπαταρίες, Ηλεκτρολυτικά Στοιχεία - γενική περιγραφή και εφαρμογές.   
 

4. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Τρόπος ΠαράδοσηςΣτην αίθουσα διδασκαλίας

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class

Οργάνωση ΔιδασκαλίαςΔραστηριότηταΦόρτος Εργασίας Εξαμήνου (ώρες)
- Διαλέξεις26
- Φροντιστήριο13
- Εργαστήριο39
-Αυτοτελής Μελέτη47
Σύνολο Μαθήματος125

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (70%) που περιλαμβάνει:
-    Θεωρία και επίλυση προβλημάτων

ΙΙ. Εργαστήριο (30%)

5. ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΙΟΓΡΑΦΙΑ

 
  • P.W. Atkins, “Φυσικοχημεία, Τόμος ΙΙΙ» Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2001, ISBN: 900-524-53-7
  • Ν. Θ. Ρακιντζή, «Φυσικοχημεία», Εκδόσεις Παπασωτηρίου & ΣΙΑ Ο.Ε., Γ’ Έκδ. Αθήνα 1994, ISBN: 960-85334-6-5
  • M. Boudart, G. Djega-Mariadassou, “Kinetics of Heterogeneous Catalytic Reactions”, Princeton University Press, Princeton N.J., 1984, ISBN: 0-691-08347-9
  • J. O’M. Bockris, A.K.N. Reddy, “Modern Electrochemistry, Vol. 1 & 2, Plenum Press, New York, 1970, ISBN: 0-306-25002-0
 

6. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ

Υπεύθυνος/η μαθήματος:Καθηγητής Ι. Γεντεκάκης (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)
Διδασκαλία μαθήματος:Καθηγητής Ι. Γεντεκάκης (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)
Φροντιστηριακές ασκήσεις:Καθηγητής Ι. Γεντεκάκης (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ), Ν. Βακάκης (Μέλος ΕΔΙΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ), Γ. Μποτζολάκη (Μέλος ΕΔΙΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)
Εργαστηριακές ασκήσεις:Ν. Βακάκης (Μέλος ΕΔΙΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ), Γ. Μποτζολάκη (Μέλος ΕΔΙΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)