Struktura i svojstva anorganskih nemetalnih materijala

NAZIV PREDMETA

Kod

KTB211

Godina studija

Nositelj/i predmeta

Prof. dr. sc. Jelica Zelić

Bodovna vrijednost (ECTS)

5.0

Suradnici

Doc. dr. sc. Mario Nikola Mužek

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P	S	V	T
30	0	30	0

Status predmeta

Izborni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Osposobljavanje studenata za usvajanje i primjenu temeljnih znanja o strukturi i
svojstvima anorganskih nemetalnih materijala te o metodama ispitivanja, kao važnih preduvjeta u dobivanju materijala ciljanih svojstava.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog kolegija studenti će moći:
1. Objasniti pojam minerala, kristala i amorfnog stanja.
2. Obrazložiti temeljne pojmove i zakonitosti kristalografije.
3. Kategorizirati elemente simetrije kristala i kristalne sustave.
4. Objasniti međuatomske veze u kristalima i pravilno pakiranje atoma u kristalnoj strukturi.
5. Opisati temeljne pojmove, veličine i zakonitosti kod rendgenske difrakcijske analize, fluorescentne rendgenske analize, infracrvene spektroskopije, toplinskih metoda analize (DTA-TG/DTG) i elektronske mikroskopije (TEM, SEM).
6. Izabrati ispravan pristup u izboru odgovarajuće metode strukturne karakterizacije materijala polazeći od usvojenih znanja.

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan. Uvod. Zemljina kora, stijene, minerali, uvjeti i procesi nastajanja minerala. 2. tjedan: Pregled osnovnih mineralnih (nemetalnih) sirovina.
3. tjedan Kristalno i amorfno stanje. Osnovni kristalografski principi.
4. tjedan: Kristalna struktura. Kristalografske osi, parametri i indeksi ravnina na kristalu.
5. tjedan: Elementi simetrije. Sustavi simetrije i klase kristala. Parametri elementarne ćelije kristala.
6. tjedan: Osnove kristalokemije. Koordinacijski broj. Paulingova pravila izgradnje ionskih kristala.
7. tjedan: Teorija kompaktnog slaganja. Osnovni tipovi kristalnih struktura. Strukture silikata. Defekti kristalne rešetke, izomorfije, polimorfije i čvrste otopine.
8. tjedan: Fizička, električna, toplinska i optička svojstva kristalnih tvari. Provjera znanja (I. kolokvij).
9. tjedan: Uloga strukturne analize u kontroli i vođenju tehnoloških procesa, te u kontroli i osiguranju kakvoće gotovih proizvoda. Primjeri iz prakse.
10. tjedan: Metode strukturne karakterizacije silikata, oksida i drugih anorganskih inženjerskih materijala. Primjer identifikacije glinenih minerala kombiniranim metodama analize (kemijska analiza, rendgenska analiza, toplinska i infracrvena analiza).
11. tjedan: Temeljna načela rendgenske difrakcije. Kontinuirani i karakteristični spektri rendgenskog zračenja. Braggova jednadžba. Kvalitativna i kvantitativna rendgenska difrakcijska analiza. Strukturne karakteristike silikata i njihove karakteristične rendgensko difrakcijske slike.
12. tjedan: Fluorescentna rendgenska analiza. Infracrvena spektroskopija. karakteristične vrpce pojedinih mineralnih grupa. Spektri slojevitih silikata.
13. tjedan: Metode identifikacije mikrostrukture. Elektronska mikroskopija i mikroanaliza.
14. tjedan: Termičke metode analize. Diferencijalno-termička (DTA) i termogravimetrijska analiza (TG/DTG), diferencijalna pretražna kalorimetrija (DSC). Primjena metoda toplinske analize (DTA-TG/DTG) u kemiji cementa.
15. tjedan: Elektronska mikroskopija i elektronska difrakcija. Primjena transmisijske (TEM) i pretražne (SEM) elektronske mikroskopije i elektronske mikroanalize na silikatne materijale. Provjera znanja (II. kolokvij).
VJEŽBE:
1. Određivanje parametra jedinične ćelije i identifikacija hkl indeksa praškastog uzorka.
2. Određivanje veličine kristalita. Određivanje parametra jedinične ćelije metodom oscilacije monokristala.
3. Karakterizacija kristalnih materijala metodom rendgenske difrakcije. Kvalitativna rendgenska analiza uzorka i smjese.
4. Primjena metoda toplinske analize (DTA-TG/DTG) u kemiji cementa za:
(a) praćenje napredovanja reakcije hidratacije u sustavu cement-voda (bez dodatka i s dodatkom pucolana), i (b) određivanje kinetičkih parametara toplinske razgradnje portlandita, nastalog u sustavu cement-voda.
5. Primjena infracrvene spekroskopije: (a) u analizi spomenika povijesne i kulturne baštine ("Mediteranska patina" na spomenicima od mramora i vapnenca), i (b) u analizi i identifikaciji silikata.

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Svaki student je obvezan odraditi sve vježbe predviđene programom (100%). Nakon završenih vježbi obvezan je završni pismeni ispit

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave	1.0	Istraživanje	0.0	Praktični rad	0.0
Eksperimentalni rad	0.5	Referat	0.5
Esej	0.0	Seminarski rad	0.0
Kolokviji	1.0	Usmeni ispit	1.0
Pismeni ispit	1.0	Projekt	0.0

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Cjelokupni ispit može se položiti preko dva (2) kolokvija tijekom semestra. Prag prolaznosti je 60%. Svaki kolokvij u ocjeni učestvuje s 45%. Prisutnost predavanjima od 80 do 100% je 10% ocjene. U ispitnim rokovima polaže se pismeni i usmeni ispit. Prag prolaznosti je 60%. Položeni jedan kolokvij (prethodna aktivnost) vrijedi i u ljetnom ispitnom roku s udjelom od 10% u ocjeni. Pismeni ispit ima udio 40%, a usmeni 50%. Studenti koji nisu položili ispit putem kolokvija polažu ispit preko pismenog i usmenog ispita u redovitim ispitnim rokovima. Prag prolaznosti je 60 %, a pojedini oblik ispita učestvuje u ocjeni s po 50%.
Ocjene: 60%-70% - dovoljan, 71%-81% - dobar, 82%-92% -vrlo dobar, 93%-100% - odličan.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov	Broj primjeraka u knjižnici	Dostupnost putem ostalih medija
T. Terić, J. Zelić, Strukturna analiza faza, Kemijsko-tehnološki fakultet u Splitu, Split, 2008. (interna skripta).	6
J. Zelić, Praktikum iz procesa anorganske industrije, Kemijsko-tehnološki fakultet u Splitu, Split, 2013. (recenzirani i objavljeni nastavni materijali)	1	www.ktf-split.hr http:// www.ktf-split.hr/bib/nm/Procesi _an

Dopunska literatura

A. R. West, Solid State Chemistry and its Application, Wiley & Sons Ltd., 1992., ISBN 0 471 90377 9 (U.S.).
P. Petrovski, Uvod u rentgensku difraktometriju i mineralna rentgenska analiza cementa, Univerzitetski udžbenik, Univerzitet u Zenici, B&H, Zenica, 2006.
ISBN 9958-716-16-X.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

Praćenje kvalitete i uspješnosti obavljat će se na tri razine:
(1) Sveučilišnoj; (2) Fakultetskoj, pomoću Povjerenstva za kontrolu kvalitete nastave; (3) Nastavničkoj razini.

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)