CILJ KOLEGIJA:
Stjecanje temeljnih i primijenjenih znanja i vještina neophodnih za provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Razumijevanje mehanizama elektrokemijskih reakcija organskih spojeva te ovladavanje inženjerskim pristupom prilikom provedbe elektrokemijskih procesa i konstrukciji elektrokemijskih reaktora na laboratorijskom i industrijskom nivou, za primjenu u elektroanalitici i za dizajn novih supra-molekularnih sklopova i nano-strukturiranih površina za različite primjene.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. Tjedan
Uvod. Značaj elektrokemijskih reakcija organskih spojeva za preparativnu kemiju. Organski spojevi u primjeni u elektroanalitici i u pripravi novih makromolekularnih struktura. Osnovni pojmovi.
2. Tjedan
Osnove elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Mehanizam i kinetika izmjene naboja. Transport mase u elektrokemijskim reakcijama organskih spojeva. Adsorpcija i adsorpcijske izoterme. Utjecaj pratećih elektrokemijskih reakcija na organske spojeve.
Seminar: Elektrokemijska kinetika i adsorpcijske izoterme.
3. Tjedan
Elektrokemijske metode u elektrokemijskim reakcijama organskih spojeva. Važnost elektroanalitičkih metoda i njihova primjena za preparativnu sintezu organskih spojeva. Elektroliza konstantnom strujom i kod konstantnog potencijala. Provedba elektrokemijskih reakcija u dvoelektrodnom i troelektrodnom sustavu.
Seminar: Elektroanalitičke metode u istraživanju i provedbi elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
4. Tjedan
Provedba elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Preduvjeti i neophodni elementi. Sustav otapalo i osnovni elektrolit. Elektrokemijska domena. Elektrode za provedbu katodnih i elektrode za provedbu anodnih reakcija. Važnost elektrokatalize u provedbi reakcija. Iskorištenje struje u elektrokemijskim reakcijama.
Seminar: Konstrukcija elektrokemijske ćelije za provedbu elektrokemijskih reakcija na laboratorijskom nivou.
5. Tjedan
Prva provjera znanja. Uvod, elektrokemijske metode i provedba elektrokemijskih reakcija organskih spojeva.
Prateće kemijske reakcije u elektrokemijskim reakcijama. Pristup ciljanoj elektrokemijskoj sintezi organskih spojeva.
6. Tjedan
Mehanizmi organskih elektrokemijskih reakcija. Teorija molekulskih orbitala i pretpostavke uspješnih elektrokemijskih reakcija organskih spojeva. Reaktivnost molekula i utjecaj substituenata na reaktivnost. Rezonantni i induktivni efekt. Hammettova konstanta.
Seminar: Ovisnosti oksido-redukcijskih potencijala o kemijskom okolišu u molekuli
7. Tjedan
Mehanizmi i preparativne mogućnosti katodnih elektrokemijskih reakcija. Provedba i sintetski uvjeti provođenja katodnih reakcija. Elektrokemijske redukcije konjugirani spojeva. Elektrokemijska dehalogenacija.
Laboratorij: Elektrokemijske redukcije
8. Tjedan
Mehanizmi i preparativne mogućnosti anodnih elektrokemijskih reakcija. Provedba i sintetski uvjeti provođenja anodnih reakcija. Kolbeova oksidacija.
Laboratorij: elektrokemijske oksidacije
9. Tjedan
Druga provjera znanja. Mehanizmi elektrokemijskih reakcija. Reaktivnost molekula.
Indirektne elektrokemijske reakcije.
Laboratorij: Provedba indirektne elektrokemijske reakcije
10. Tjedan
Elektrokemijske polimerizacije. Elektrokemijski inicirana polimerizacija. Elektrokemijska sinteza električki vodljivih polimera.
Laboratorij: Elektrokemijska polimerizacija
11. Tjedan
Elektrokemijski reaktori i uvećanje procesa s laboratorijskog na industrijski nivo. Dizajn elektrokemijskih reaktora. Vrste elektrokemijskih reaktora. Neophodni elementi elektrokemijskih reaktora. Provedba elektrokemijskih reakcija na industrijskom nivou. Utrošak energija i snaga. Optimizacija troškova.
Seminar: posjet industrijskom pogonu
12. Tjedan
Elektrokemijske reakcije organskih spojeva u pripravi visoko-funkcionalnih modificiranih površina za različite primjene.
Seminar: uloga modificiranih površina u različitim područjima znanosti i tehnologije
13. Tjedan
Elektrokemijske reakcije bioloških spojeva i ljekovitih supstanci
Laboratorij: reaktivnost biološih spojeva.
14. Tjedan
Treća provjera znanja.
Rekapitulacija gradiva.
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Opće kompetencije
- Razumijevanje temeljnih mehanizama elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
- Prepoznavanje elektroaktivnih i elektrokemijski reaktivnih dijelova molekule
- Stjecanje vještina neophodnih za dizajn elektrokemijskih reaktora i provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
Specifične kompetencije
- Izbor otapala i osnovnog elektrolita
- Izbor elektroda
- Određivanje elektrokemijskih parametara elektorkemijskih reakcija organskih spojeva
- Određivanje mehanizma elektrokemijskih reakcija analizom cikličkih voltamograma
- Primjena elektroanalitičkih metoda u elektrokemijskim reakcijama organskih spojeva
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHVA IZVRŠAVANJA:
Studenti su dužni prisustvovati predavanjima i seminarima.
Studenti su obavezni odraditi laboratorijske vježbe.
Studenti su obavezni pristupiti provjerama znanja
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Studenti moraju pohađati predavanja.
Završene laboratorijske vježbe, predani svi referati iz vježbi i kolokvirane vježbe.
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja
Seminari
Laboratorijske vježbe
Konzultacije
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
Tri provjere znanja tijekom nastave.
Pismeni ispit.
Usmeni ispit.
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.
ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
- Definirati prednosti i nedostatke elektrokemijskih metoda spram konvencionalnih metoda organske sinteze
- identificarati sve stupnjeve koji se mogu pojaviti tijekom elektrokemijske reakcije organskih spojeva
- primijeniti elektrokemijske tehnike na istraživanje i provedbu elektrokemijskih reakcija organskih spojeva
- prepoznati različite mehanizme organskih elektrokemijskih reakcija
- odabrati neophodne uvjete i čimbenike za provedbu reakcija - primijeniti stečena znanja na konstrukciju elektrokemijskih reaktora
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
- primijeniti široko i duboko znanje iz područja matematike, kemije, kemijskog inženjerstva i drugih znanosti za rješavanje znanstvenih, stručnih i općih društvenih problema u području svoje ekspertize
- riješiti probleme znanstvenim pristupom, čak i kada su oni nepotpuno formulirani ili formulirani na neuobičajen način, pružajući spektar mogućih rješenja
- samostalno planirati teorijska i eksperimentalna istraživanja
|
- , 1. Zoran Mandić, predavanja i interni nastavni materijali.
2. J. Fry, Synthetic Organic Electrochemisty, John Wiley and Sons, Inc., N. Y. (1989)., , , .
- , 1. H. Lund, O. Hamerich, Organic Electrochemistry, Marcel Dekker, Inc. (2001)., , , .
|
Pristupačnost
