|
Vyučující
|
-
Nikendey Holubová Barbora, Ing. Mgr. Ph.D.
-
Slavík Martin, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
V rámci tohoto předmětu je věnována pozornost základům anorganických a organických výrob technologicky nejdůležitějších sloučenin. Dále pak přehledu jednoduchých technologických výrobních zařízení a aparatur, konstrukčním materiálům a jejich využitelnosti při jednotlivých výrobách. Součástí výuky je exkurze do vybraných provozů (pivovar, čistírna odpadních vod, sklárna). 1. Úvod do chemických technologií a inženýrství: Základní technologické operace a aparátury. Principy materiálové a energetické bilance. Konstrukční materiály a koroze. 2. Moderní trendy a udržitelnost: Principy Zelené chemie (Green Chemistry), cirkulární ekonomika, nakládání s odpady a dekarbonizace průmyslu. 3. Průmyslová voda a environmentální technologie: Úprava technologické vody, čištění odpadních vod (teoretická příprava na exkurzi do ČOV), zpracování průmyslových exhalací. 4. Zpracování fosilních a obnovitelných zdrojů: Ropa, zemní plyn, uhlí (petrochemie). Biorafinerie a zpracování biomasy. 5. Základní organické syntézy a produkty: Výroba klíčových monomerů, rozpouštědel a meziproduktů. 6. Makromolekulární chemie a plasty: Výroba a zpracování plastů. Recyklační technologie (mechanická vs. chemická recyklace). 7. Speciální organické technologie a biotechnologie: Povrchově aktivní látky (tenzidy). Průmyslové fermentace (teoretická příprava na exkurzi do pivovaru). 8. Technické plyny a průmysl dusíku: Dělení vzduchu. Výroba amoniaku (Haber-Bosch), kyseliny dusičné a průmyslových hnojiv. 9. Průmysl síry a fosforu: Výroba kyseliny sírové (kontaktní způsob), fosforečné a fosforečných hnojiv. 10. Silikátový průmysl a stavební hmoty: Sklo (teoretická příprava na exkurzi do sklárny), keramika, smalty, cement a vápno. 11. Pokročilé anorganické materiály a žárovzdorné hmoty: Uhlíkové modifikace (saze, grafen, nanotrubice), anorganická vlákna, pigmenty a plniva. 12. Elektrochemické a elektrotermické výroby: Elektrolýza roztoků a tavenin (výroba chloru, hydroxidu sodného, hliníku). 13. Metalurgie a technické kovy: Výroba železa a oceli, základní barevné a lehké kovy. 14. Studentská konference: Prezentace a obhajoba případových studií / seminárních prací.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Dialogické metody (diskuze, rozhovor, brainstorming), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Pozorování, Prezentace práce studentů
- Účast na výuce
- 28 hodin za semestr
- Semestrální práce
- 12 hodin za semestr
- Příprava na zápočet
- 20 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Na konci tohoto předmětu bude student rozumět principům průmyslových výrob nejdůležitějších látek. Bude mít informace o jednoduchých technologických výrobních zařízeních a aparaturách, konstrukčních materiálech a jejich využitelnost při jednotlivých výrobách.
Nakreslí a popíše bloková schémata klíčových anorganických a organických výrob (např. výroba kyseliny sírové, amoniaku, polymerů) a vysvětlí funkci základních průmyslových aparatur. Aplikuje principy Zelené chemie a cirkulární ekonomiky při hodnocení vybraných technologických procesů a navrhne možnosti minimalizace odpadů či úspory energií. Zhodnotí vhodnost použití různých konstrukčních materiálů (kovy, plasty, silikáty) pro konkrétní chemické provozy s ohledem na jejich chemickou a tepelnou odolnost. Diskutuje propojení teoretických znalostí s reálnou průmyslovou praxí na základě absolvovaných exkurzí (ČOV, pivovar, sklárna). Vysvětlí fyzikálně-chemické principy elektrochemických a elektrotermických procesů při výrobě technických kovů a slitin. Vysvětlí chemické a biologické procesy úpravy pitné a průmyslové vody a čištění odpadních vod. Didakticky transformuje vybrané průmyslové procesy (např. výrobu železa, zpracování ropy nebo recyklaci plastů) do podoby srozumitelné pro žáky SŠ/ZŠ, využívajíc přitom mezipředmětové vztahy s fyzikou a biologií (KRAAU 1.2 a 1.3). Naplánuje školní exkurzi do průmyslového podniku z pozice učitele: identifikuje bezpečnostní rizika pro žáky a vytvoří k exkurzi přípravný a reflexní pracovní list (KRAAU 3.1 a 1.2). Argumentuje v diskuzích o lokálních a globálních ekologických dopadech chemického průmyslu a vede žáky k pochopení významu udržitelného rozvoje bez vyvolávání zbytečné chemofobie (KRAAU 1.1 a 6.1).
|
|
Předpoklady
|
znalost středoškolské chemie
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška, Písemná práce
Případová studie / Seminární práce: Analýza konkrétního technologického uzlu (např. výroba kyseliny dusičné, recyklace PET). Práce musí obsahovat zjednodušené technologické schéma (blokové schéma), zhodnocení environmentálních dopadů a potenciál pro cirkulární ekonomiku. Aktivní účast na exkurzích: Zpracování krátké reflexe z provozu (propojení teorie s praxí).
|
|
Doporučená literatura
|
-
Büchner, W. - Schliebs, R. - Winter, G. - Büchel, K. H. Průmyslová anorganická chemie. Praha: SNTL, 1991.
-
Hranoš P. Anorganická technologie (učební text pro SPŠCH). Ostrava: Hranoš, 1994.
-
Meindel J. Základní chemické výroby (anorganická část). [Skriptum]. Brno: Masarykova univerzita, 1995.
-
Remy H. Anorganická chemie. Praha: SNTL, 1961.
|