„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Urszula Wulkiewicz

Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki 311[31].Z5.02

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Halina Bielecka
dr Jacek Górski



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Małgorzata Urbanowicz




Konsultacja:
dr inż. Bożena Zając




Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[31].Z5.02
„Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki” zawarte w modułowym programie nauczania dla
zawodu technik technologii chemicznej 311[31].

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie
2. Wymagania wstępne
3. Cele kształcenia
4. Przykładowe scenariusze zajęć
5. Ćwiczenia
5.1. Zastosowanie kwasu siarkowego(VI). Siarka odzyskiwana jako surowiec

w wytwórniach kwasu siarkowego(VI)

3
5
6
7

13

13

5.1.1. Ćwiczenia

5.2. Instalacja spalania ciekłej siarki w piecu wtryskowym zintegrowanym
z kotłem parowym

13

15

5.2.1.Ćwiczenia

5.3. Masa wanadowa jako kontakt w procesie utleniania SO

2

. Stopień przemiany

SO

2

do SO

3

. Interpretacja przebiegu utleniania SO

2

do SO

3

na wykresie ε = (t)

5.3.1.Ćwiczenia

5.4. Węzeł kontaktowy w instalacjach wytwarzających kwas siarkowy(VI) z siarki

5.4.1. Ćwiczenia

5.5. Metoda absorpcji. Schemat ideowy. Problem emisji nieprzereagowanego SO

2

do atmosfery

5.5.1. Ćwiczenia

6. Ewaluacja osiągnięć uczniów
7. Literatura

15

16
16
18
18

20
20
22
35

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć

dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie technik technologii chemicznej.

W poradniku zamieszczono:

− wymagania wstępne,
− cele kształcenia

− przykładowe scenariusze zajęć,

− propozycje ćwiczeń, które mają na celu wykształcenie u uczniów umiejętności praktycznych,
− wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze szczególnym
uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania, np. samokształcenia kierowanego, tekstu
przewodniego, metody projektów, ćwiczeń praktycznych.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od samodzielnej
pracy uczniów do pracy zespołowej.
W celu sprawdzenia wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel może posłużyć się
zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych dwustopniowych oraz przeprowadzić
zadanie praktyczne wysoko symulowane.
W tym rozdziale podano do testu dwustopniowego:
− plan testu w formie tabelarycznej,

− punktacje zadań,
− instrukcję dla nauczyciela,

− instrukcję dla ucznia,

− kartę odpowiedzi, zestaw zadań testowych.
Zadanie praktyczne zawiera:
− instrukcję dla nauczyciela,

− plan zadania praktycznego,

− instrukcję dla ucznia,
− kartę pracy,

− kartę obserwacji,

− załącznik ze schematem węzła kontaktowego.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

311[31].Z5.01

Wytwarzanie

siarki

odzyskiwanej

z siarkowodoru

311[31].Z5.05

Wytwarzanie

sody

kalcynowanej

311[31].Z5.06

Wytwarzanie

chloru

i wodorotlenku

sodu metodą

elektrolizy

przeponowej

311[31].Z5.04

Wytwarzanie

amoniaku, kwasu

azotowego(V)

i nawozów
azotowych

311[31].Z5

Technologia wytwarzania

półproduktów i produktów

nieorganicznych

311[31]. Z5. 02

Wytwarzanie

kwasu

siarkowego(VI)

z siarki

311[31]. Z5. 03

Wytwarzanie kwasu

fosforowego(V)

oraz nawozów

fosforowych i

wieloskładnikowych

Schemat układu jednostek modułowych

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:

– korzystać z różnych źródeł informacji,
– korzystać z literatury technicznej: katalogi handlowe, opisy technologiczne,
– czytać tekst ze zrozumieniem,
– posługiwać się poprawną nomenklaturą i symboliką chemiczną,
– stosować podstawy kinetyki układów heterogenicznych,
– wyjaśniać pojęcia: szybkość reakcji, rząd reakcji, równanie kinetyczne, stan i stała równowagi,

energia aktywacji, katalizator, aktywator, nośnik, strefa kinetyczna i dyfuzyjna, zatrucia
katalizatora,

– interpretować równania reakcji z uwzględnieniem efektów energetycznych,
– zastosować prawo działania mas, regułę przekory,
– wykonywać obliczenia chemiczne,
– rozróżniać operacje jednostkowe,
– objaśniać budowę aparatów,
– podawać przykłady zastosowań zasad technologicznych i ich interpretację,
– czytać schematy ideowe, uproszczone schematy technologiczne,
– konstruować schematy ideowe z zastosowaniem typowych oznaczeń,
– stosować technikę komputerową w sporządzaniu schematów ideowych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

– określić rolę siarki odzyskiwanej jako surowca w wytwórniach kwasu siarkowego(VI),
– scharakteryzować budowę pieca wtryskowego do spalania ciekłej siarki z wbudowanym

kotłem parowym,

– porównać budowę pieca wtryskowego z piecem Clausa,
– wyjaśnić pojęcie stopnia przemiany SO

2

do SO

3

,

– określić skład wanadowej masy kontaktowej,
– zinterpretować przebieg krzywej schodkowej na wykresie zależności stopnia przemiany SO

2

do SO

3

od temperatury,

– wyjaśnić na schemacie pracę węzła kontaktowego wytwórni kwasu siarkowego(VI),
– wyjaśnić na uproszczonym schemacie technologicznym specyfikę absorpcji SO

3

,

– zinterpretować metodę podwójnej absorpcji na schemacie ideowym,
– określić wpływ emisji SO

3

do atmosfery na środowisko,

– określić zastosowanie kwasu siarkowego(VI),
– zastosować zasady bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska, obowiązujące na

stanowiskach pracy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca …………………………………….………….
Modułowy program nauczania:

Technik technologii chemicznej 311[31]

Moduł: Technologia wytwarzania półproduktów i produktów nieorganicznych 311[31].Z5
Jednostka modułowa: Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki 311[31].Z5.02

Temat: Wpływ emisji związków siarki na stan środowiska naturalnego.
Cel ogólny: kształtowanie świadomości proekologicznej uczniów.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

− wskazać źródła emisji związków siarki,
− ocenić wpływ emisji związków siarki na zanieczyszczenie atmosfery,

− ocenić wpływ emisji związków siarki na skażenia wód,

− ocenić wpływ emisji związków siarki na skażenie gleby,
− wskazać metody zmniejszania emisji związków siarki do środowiska,

− ocenić wpływ emisji związków siarki

na organizmy żywe.

Metody nauczania:

− metoda projektów.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

− praca w grupach jednolita.

Czas: 45 minut na wprowadzenie do projektu, 45 minut na prezentację projektów.
Projekt będzie wykonywany przez uczniów w czasie pozalekcyjnym w ciągu dwóch
tygodni.

Środki dydaktyczne:

− czasopisma specjalistyczne np. ,,Przemysł Chemiczny”, ,,Chemik”,

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

− Roczniki Statystyczne,
− Polskie Normy.

Przebieg zajęć:

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

Czynności nauczyciela

Czynności ucznia

1.

Wprowadzenie do
tematu

– podaje niezbędne

informacje dotyczące
emisji związków siarki
i wpływu na stan
środowiska,

– podaje literaturę.

– tworzą zespoły,
– zadają pytania dotyczące

projektu.

2.

Sformułowanie tematu
i ustalenie zakresu
projektu

– wyjaśnia zasadę

metody projektów,

– ustala formę projektu,

czas prezentacji i
kryteria ocen,

– zbierają informacje na temat

projektu,

– sporządzają plan działań.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

Czynności nauczyciela

Czynności ucznia

– ustala terminy,

konsultacji i termin
wykonania projektu.

3.

Realizacja projektu

– odpowiada na

wszystkie pytania
związane z realizacją
projektu,

– pomaga w

rozwiązywaniu
problemów,

– czuwa nad realizacją

projektu.

– przeglądają literaturę,
– uczestniczą w konsultacjach,
– piszą sprawozdanie,
– opracowują zebrany materiał oraz

formę prezentacji.

4.

Prezentacja projektów – ustala kolejność

prezentacji przez
zespoły,

– prowadzi dyskusję po

przedstawieniu
projektu,

– koryguje ewentualne

błędy,

– ocenia projekty

uwzględniając opinie
uczniów,

– dokonuje

podsumowania
wykonanych zadań.

– prezentują swoje projekty,
– odpowiadają na pytania kolegów,
– wszyscy uczniowie czynnie,

uczestniczą w dyskusji,

– sporządzają notatki,
– oceniają projekt kolegów.

Czas prezentacji projektów: każda grupa 10 minut.
Forma projektów: plansze, fotografie, schematy.
Kryteria oceny:
– sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,

wykorzystanie czasu prezentacji,

– estetyka wykonania projektu,
– stopień uzyskania zamierzonych celów,
– prawidłowość treści,
– pracowitość i zaangażowanie członków grupy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Celem projektu jest przedstawienie wpływu emisji związków siarki na stan środowiska naturalnego.
1. Podzielcie się na grupy i wybierzcie lidera, który będzie czuwał nad prawidłowym przebiegiem

pracy.

2. Wszyscy autorzy powinni uwzględnić następujące informacje dotyczące:

– źródeł emisji związków siarki,
– wpływu emisji związków siarki na: zanieczyszczenie atmosfery, skażenie wód, skażenie

gleby,

– metod zmniejszania emisji związków siarki do środowiska,
– wpływu emisji związków siarki na organizmy żywe,
– stanu środowiska naturalnego w Polsce.

3. Opracujcie dokładny plan działania.
4. Zaplanujcie, w jakiej formie zaprezentujecie zebrany materiał.
5. Przedstawcie sprawozdanie z realizacji projektu.
6. Każda grupa otrzyma 10 minut na prezentację projektu.
7. Projekt będzie oceniany według następujących kryteriów:

– sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,

wykorzystanie czasu prezentacji,

– estetyka wykonania projektu,
– stopień uzyskania zamierzonych celów,
– prawidłowość treści,
– pracowitość i zaangażowanie.

8. Ostateczna ocena uwzględnia opinię uczniów podczas dyskusji nad projektem.

Zakończenie zajęć

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

− anonimowa ankieta dotycząca trudności podczas rozwiązywania problemu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca …………………………………….………….
Modułowy program nauczania:

Technik technologii chemicznej 311[31]

Moduł: Technologia wytwarzania półproduktów i produktów nieorganicznych 311[31].Z5
Jednostka modułowa: Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki 311[31].Z5.02

Temat: Wykorzystanie energii w postaci ciepła w wytwórni kwasu siarkowego(VI).
Cel ogólny: kształtowanie umiejętności racjonalnego wykorzystania energii .

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

− wskazać punkty uzyskiwania ciepła w procesie produkcji,

− wskazać sposoby wykorzystania uzyskanego ciepła,

− ocenić wpływ wykorzystania energii w postaci ciepła na koszty produkcji.
Metody nauczania:

− metoda projektów.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

− grupowa jednolita.

Czas: 45 minut na wprowadzenie do tematu projektu, 45 minut na prezentacje projektów.
Projekt będzie wykonywany przez uczniów w ciągu jednego tygodnia.
Środki dydaktyczne:

− materiał nauczania (rozdział 4.4 i 4.5),
− czasopisma specjalistyczne np. ,,Przemysł Chemiczny”, ,,Chemik”,

− stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu.

Przebieg zajęć:

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

Czynności nauczyciela

Czynności ucznia

1.

Wprowadzenie do
tematu

– podaje niezbędne

informacje dotyczące
źródeł energii w
wytwórni kwasu
siarkowego(VI),

– podaje literaturę.

– tworzą zespoły,
– zadają pytania dotyczące

projektu.

2.

Sformułowanie tematu
i ustalenie zakresu
projektu

– wyjaśnia zasadę

metody projektów,

– ustala formę projektu,

czas prezentacji i
kryteria ocen,

– ustala terminy,

konsultacji i termin
wykonania projektu.

– zbierają informacje na temat

projektu,

– sporządzają plan działań.

3.

Realizacja projektu

– odpowiada na

wszystkie pytania
związane z realizacją

– przeglądają literaturę,
– uczestniczą w konsultacjach,
– piszą sprawozdanie,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Lp. Fazy

przygotowania

projektu

Czynności nauczyciela

Czynności ucznia

projektu,

– pomaga w

rozwiązywaniu
problemów,

– czuwa nad realizacją

projektu.

– opracowują zebrany materiał oraz

formę prezentacji.

4.

Prezentacja projektów – ustala kolejność

prezentacji przez
zespoły,

– prowadzi dyskusję po

przedstawieniu
projektu,

– koryguje ewentualne

błędy,

– ocenia projekty

uwzględniając opinie
uczniów,

– dokonuje

podsumowania
wykonanych zadań.

– prezentują swoje projekty,
– odpowiadają na pytania kolegów,
– wszyscy uczniowie czynnie,

uczestniczą w dyskusji,

– sporządzają notatki,
– oceniają projekt kolegów.

Czas prezentacji projektów: każda grupa 10 minut.
Forma projektów: plansze, schematy, modele aparatów.
Kryteria oceny:
– sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,

wykorzystanie czasu prezentacji,

– estetyka wykonania projektu,
– stopień uzyskania zamierzonych celów,
– prawidłowość treści,
– pracowitość i zaangażowanie członków grupy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Celem projektu jest przedstawienie wykorzystania energii w postaci ciepła w wytwórni kwasu
siarkowego(VI).
1. Podzielcie się na grupy i wybierzcie lidera, który będzie czuwał nad prawidłowym przebiegiem

pracy.

2. Wszyscy autorzy powinni uwzględnić następujące informacje dotyczące:

– aparatów wykorzystywanych do uzyskiwania ciepła w procesie produkcji kwasu

siarkowego (VI),

– sposobów wykorzystania uzyskanego ciepła,
– wpływu wykorzystania energii w postaci ciepła na koszty produkcji.

3. Opracujcie dokładny plan działania.
4. Zaplanujcie, w jakiej formie zaprezentujecie zebrany materiał.
5. Przedstawcie sprawozdanie z realizacji projektu.
6. Każda grupa otrzyma 10 minut na prezentację projektu.
7. Projekt będzie oceniany według następujących kryteriów:

– sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,

wykorzystanie czasu prezentacji,

– estetyka wykonania projektu,
– stopień uzyskania zamierzonych celów,
– prawidłowość treści,
– pracowitość i zaangażowanie.

8. Ostateczna ocena uwzględnia opinię uczniów podczas dyskusji nad projektem.

Zakończenie zajęć

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

− anonimowa ankieta dotycząca trudności podczas rozwiązywania problemu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

5. ĆWICZENIA

5.1. Zastosowanie kwasu siarkowego(VI). Siarka odzyskiwana jako

surowiec w wytwórniach kwasu siarkowego(VI)

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw znaczenie procesów odsiarczania gazów przemysłowych.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania (4.1.1),
2) wskazać źródła siarkowodoru,
3) wskazać produkty odsiarczania gazów przemysłowych,
4) wskazać sposób uzyskiwania siarki z siarkowodoru.
5) określić rolę procesów odsiarczania dla środowiska,
6) określić znaczenie siarki odzyskiwanej jako surowca w wytwórniach kwasu siarkowego (VI).

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.1.1).

Ćwiczenie 2

Przedstaw wykorzystanie kwasu siarkowego(VI).

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:
1) wskazać kierunki zastosowania kwasu siarkowego(VI),
2) podać przykłady wykorzystania kwasu siarkowego(VI) w różnych gałęziach przemysłu jako:

– surowca,
– katalizatora,
– czynnika osuszającego,
– czynnika oczyszczającego produkty naftowe.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.1.1),
– stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

5.2. Instalacja spalania ciekłej siarki w piecu wtryskowym

zintegrowanym z kotłem parowym

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj budowę i zasadę działania pieca wtryskowego do spalania ciekłej siarki

z wbudowanym kotłem parowym.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować schemat
pieca: wtryskowego i cyklonowego do spalania siarki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem nauczania (4.2.1),
2) scharakteryzować budowę pieca z wbudowanym kotłem parowym,
3) wyjaśnić zasadę działania pieca,
4) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesie spalania siarki,
5) porównać budowę i zasadę działania pieca cyklonowego i wtryskowego.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– ćwiczenia.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.2.1),
– schemat pieca wtryskowego i cyklonowego.

Ćwiczenie 2

Porównaj budowę pieca wtryskowego z piecem Clausa.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować schemat pieca
wtryskowego i pieca Clausa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) scharakteryzować budowę pieca Clausa,
2) określić różnice w budowie pieca wtryskowego i pieca Clausa.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– dyskusja.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.2.1),
– schemat pieca wtryskowego i Clausa.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

5.3. Masa wanadowa jako kontakt w procesie utleniania SO

2

Stopień przemiany SO

2

do SO

3

. Interpretacja przebiegu

utleniania SO

2

do SO

3

na wykresie e = f(t)

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz stopień przemiany SO

2

do SO

3

, jeżeli do węzła kontaktowego wprowadzono 50m

3

gazu

zawierającego 12% objętościowych SO

2

, 9% objętościowych O

2

i 79% objętościowych N

2

,

a odprowadza się 47,06 m

3

gazu po przemianie. Objętości gazu podane są w przeliczeniu na

warunki normalne.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapisać wzór na stopień przemiany,
2) obliczyć objętości poszczególnych składników gazu przed utlenieniem,
3) obliczyć objętość przereagowanego tlenu,
4) obliczyć objętość otrzymanego tlenku siarki(VI),
5) obliczyć stopień przemiany.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.3.1),
– kalkulator.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy krzywej równowagi dla reakcji utlenienia SO

2

do SO

3

na wykresie ε = f(T),

rysunek 6.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować rysunek
krzywej równowagi utlenienia SO

2

do SO

3

.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić na wykresie obszar, w którym reakcja utlenienia SO

2

do SO

3

będzie przebiegała

z wytworzeniem SO

3

,

2) określić przebieg reakcji utlenienia SO

2

do SO

3

dla parametrów charakteryzowanych przez

punkt D,

3) określić przebieg reakcji dla punktu B leżącego na krzywej równowagi,
4) porównać wpływ parametrów opisanych punktem B i C na przebieg reakcji utlenienia.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– dyskusja problemowa.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.3.1),
– rysunek krzywej równowagi utlenienia SO

2

do SO

3

.

Ćwiczenie 3

Określ wpływ wanadowej masy kontaktowej na przebieg reakcji utleniania tlenku siarki (IV).

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować rysunek
obrazujący linię zapłonu masy wanadowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić skład wanadowej masy kontaktowej,
2) określić wpływ katalizatora na przebieg reakcji utlenienia tlenku siarki (IV),
3) określić zakres temperatur działania katalizatora wanadowego.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– praca z tekstem.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.3.1),
– rysunek obrazujący linię zapłonu masy wanadowej.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

5.4. Węzeł kontaktowy w instalacjach wytwarzających kwas

siarkowy(VI) z siarki

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zinterpretuj przebieg krzywej schodkowej na wykresie zależności

stopnia przemiany SO

2

do SO

3

od temperatury.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować rysunek
obrazujący interpretację przebiegu utlenienia SO

2

w aparacie kontaktowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) rozróżnić linię zapłonu, krzywą równowagi,
2) scharakteryzować przebieg utlenienia na poszczególnych półkach,
3) określić warunki uzyskania wysokiego stopnia przemiany SO

2

do SO

3

.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– praca z tekstem.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.4.1),
– rysunek obrazujący interpretację przebiegu utleniania SO

2

w aparacie kontaktowym.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj pracę węzła kontaktowego.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować schemat
pracy węzła kontaktowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) scharakteryzować rolę aparatów węzła kontaktowego,
2) określić rodzaj procesów w poszczególnych aparatach węzła kontaktowego,
3) scharakteryzować budowę aparatu kontaktowego,
4) scharakteryzować pracę aparatu kontaktowego,
5) określić sposób wykorzystania energii w postaci ciepła,
6) ocenić sposób wykorzystania energii w postaci ciepła w węźle kontaktowym,
7) wskazać zasady technologiczne wykorzystywane w procesach zachodzących w węźle

kontaktowym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.4.1),
– schemat pracy węzła kontaktowego na arkuszu lub symulacja komputerowa.

Ćwiczenie 3

Kombinat Płock przerabia 12 milionów ton ropy na rok. Zawartość siarki w ropie wynosi 1,5%.

Oblicz, ile ton w ciągu roku tlenku siarki(VI) można otrzymać, jeśli stopień przemiany SO

2

w SO

3

wynosi 98,6%.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) obliczyć masę siarki otrzymanej z 12 milionów ton ropy,
2) zapisać równanie reakcji spalania siarki,
3) obliczyć masę powstałego SO

2

,

4) obliczyć masę wytworzonego SO

3

.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

– kalkulator.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

5.5. Metoda absorpcji. Schemat ideowy

Problem emisji nieprzereagowanego SO

2

do atmosfery

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj proces absorpcji tlenku siarki(VI) z uwzględnieniem zasad bhp, ochrony ppoż.

obowiązujących na stanowisku pracy (rysunek 11).

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować schemat
instalacji absorpcji SO

3

.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić rodzaj aparatów stosowanych w instalacji absorpcji tlenku siarki(VI),
2) opisać pracę wież absorpcyjnych i chłodnic ociekowych,
3) wskazać czynniki absorbujące w wieży absorpcyjnej 2a i 2b,
4) uzasadnić dobór czynników absorbujących,
5) wskazać wykorzystanie zasad technologicznych w procesie absorpcji tlenku siarki(VI),
6) wskazać środki ochrony indywidualnej,
7) określić tok postępowania w przypadku niezamierzonego uwolnienia się tlenku siarki(VI)

do środowiska,

8) określić sposób postępowania w przypadku pożaru.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.5.1),
– schemat instalacji absorpcji SO

3

.

Ćwiczenie 2

Przedstaw zasady pracy instalacji z wykorzystaniem podwójnej absorpcji.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować schemat
zasady metody podwójnej absorpcji oraz schemat instalacji do produkcji kwasu siarkowego(VI)
metodą podwójnej absorpcji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z budowę aparatu kontaktowego stosowanego w podwójnej absorpcji,
2) określić warunki pracy aparatu kontaktowego,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

3) określić stopień przemiany tlenku siarki(IV)

do tlenku siarki(VI) w metodzie podwójnej

absorpcji.

4) ocenić wpływ produkcji kwasu siarkowego(VI) metodą podwójnej absorpcji na środowisko.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

– Poradnik dla ucznia – materiał nauczania (4.5.1),
– schemat zasady metody podwójnej absorpcji,
– schemat instalacji do produkcji kwasu siarkowego (VI) metoda podwójnej absorpcji.

Ćwiczenia 3

Roczna produkcja kwasu siarkowego(VI) to 100 ton rocznie. Stopień przemiany SO

2

w SO

3

wynosi 99,9%. Oblicz masę SO

2

emitowanego do atmosfery.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) obliczyć procent siarki pozostającej w postaci SO

2

,

2) obliczyć masę emitowanego SO

2

do atmosfery.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

– kalkulator.

Ćwiczenie 4

Zaproponuj sposoby zmniejszania emisji tlenku siarki(IV)

do atmosfery.

Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i techniki wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przygotować katalogi
handlowe i Rocznik statystyczny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wskazać źródła emisji tlenku siarki(IV) do atmosfery,
2) określić wpływ tlenku siarki(IV) na środowisko,
3) wskazać sposoby zmniejszania emisji tlenku siarki(IV) do atmosfery.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

– katalogi handlowe,
– Rocznik statystyczny,
– informacje z Internetu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test dwustopniowy do jednostki modułowej

„Wytwarzanie kwasu siarkowego

(VI) z siarki”

Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:

− zadania 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 19, 20 są z poziomu podstawowego,

− zadania 2, 6, 11, 17, 18 są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak uczeń

otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące oceny
szkolne:

– dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 10 zadań z poziomu podstawowego,
– dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 13 zadań z poziomu podstawowego,
– dobry – za rozwiązanie 16 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponadpodstawowego,
bardzo dobry – za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu ponadpodstawowego.

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1. Określić źródło siarki odzyskiwanej

B

P

c

2.

Scharakteryzować budowę pieca
wtryskowego

C PP a

3.

Określić proces zachodzący
w

popielniku instalacji do spalania

siarki

B P d

4.

Określić sposób wykorzystania ciepła
wytworzonego podczas spalania siarki

B P a

5.

Wyjaśniić pojęcie stopnia przemiany
SO

2

do SO

3

B P a

6.

Obliczyć stopień przemiany SO

2

do

SO

3

C PP b

7.

Określić skład wanadowej masy
kontaktowej

B P b

8.

Określić czynniki wpływające na
zwiększenie przemiany SO

2

na SO

3

B P a

9.

Wskazać procesy zachodzące
w aparacie kontaktowym

B P b

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

10.

Charakteryzować wytwarzanie kwasu
siarkowego metodą podwójnej
absorpcji

B P b

11.

Dobrać rodzaj absorbenta do
pochłaniania SO

3

C PP d

12.

Określić stopień przemiany SO

2

do

SO

3

w metodzie podwójnej absorpcji

B P b

13.

Określić wpływ emisji SO

2

na stan

środowiska naturalnego

B P b

14.

Wskazać zastosowanie kwasu
siarkowego(VI)

B P c

15.

Wskazać źródła emisji SO

2

do

atmosfery

B P a

16.

Określić właściwości kwasu
siarkowego(VI) na podstawie Karty
charakterystyki

B P a

17. Obliczyć ilości surowców

C PP a

18.

Ocenić podwójną metodę absorpcji pod
kątem ochrony środowiska

C PP b

19.

Określić chemizm procesu utlenienia
tlenku siarki(IV)

B P a

20.

Określić wpływ zastosowania kontaktu
na proces

B P a

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej

jednotygodniowym.

2. Ustal z uczniami zakres materiału.
3. Zapewnij warunki do samodzielnej pracy.
4. Rozdaj zestawy zadań, instrukcje i karty odpowiedzi.
5. Odczytaj uczniom przeznaczoną dla nich instrukcję oraz udziel odpowiedzi na pytania.
6. Kilka minut przed zakończeniem testu przypomnij uczniom o zbliżającym się czasie

zakończenia zadania.

7. Pełnij rolę obserwatora.
8. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
9. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
10. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które sprawiły

uczniom największe trudności.

11. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
12. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych – niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są cztery możliwe odpowiedzi. Tylko

jedna jest prawdziwa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
6. Prawidłową odpowiedź zaznacz X. W przypadku pomyłki, należy błędną odpowiedź zaznaczyć

kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

7. Ocenę dostateczny otrzymasz, jeśli udzielisz prawidłową odpowiedź na 13 pytań.
8. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Materiały dla ucznia:

– instrukcja,
– zestaw zadań testowych,
– karta odpowiedzi.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Surowcem do produkcji kwasu siarkowego(VI) jest siarka odzyskiwana, którą otrzymuje się z:

a) siarczku cynku,
b) siarki rodzimej,
c) zasiarczonego gazu ziemnego,
d) pirytu.

2. Wtryskowy piec do spalania siarki wewnątrz wyłożony jest:

a) cegłą żaro- i kwasoodporną,
b) płytkami z cegły żaroodpornej,
c) miedzią,
d) płytkami kwasoodpornymi.

3. W topielniku instalacji do spalania siarki zachodzi proces:

a) filtrowania,
b) spalania,
c) produkcji pary,
d) topienia siarki.

4. Ciepło spalania siarki w piecu wtryskowym wykorzystuje się do:

a) produkcji pary,
b) ogrzewania topielnika,
c) skraplania gazów poreakcyjnych,
d) ogrzewania kolumny absorpcyjnej.

5. Stopień przemiany SO

2

do SO

3

to stosunek ilości:

a) SO

3

do całkowitej ilości (SO

2

+ SO

3

),

b) SO

2

do całkowitej ilości (SO

2

+ SO

3

),

c) SO

2

do ilości SO

3

,

d) SO

3

do ilości SO

2

.

6. W aparacie kontaktowym poddano procesowi utlenienia 100 m

3

gazu zawierającego 80% SO

2

.

Stopień przemiany SO

2

w SO

3

wynosi 50%. Objętość SO

3

po utlenieniu wynosi:

a) 80 m

3

b) 40m

3

c) 20 m

3

,

d) 50 m

3

.

7. Nośnikiem w kontakcie wanadowym jest:

a) V

2

O

3

,

b) SiO

2

,

c) Na

2

O,

d) K

2

O.

8. Aby osiągnąć wysoki stopień przemiany SO

2

do SO

3

należy zastosować w aparacie

kontaktowym:

a) dużą liczbę półek i chłodzenie,
b) dużą liczbę półek ,
c) chłodzenie gazu,
d) małą liczbę półek i chłodzenie gazu.

9. W aparacie kontaktowym zachodzi proces:

a) redukcji tlenku siarki(VI)

do tlenku siarki(IV),

b) utlenienia tlenku siarki(IV)

do tlenku siarki(VI),

c) spalania siarki do tlenku siarki(IV),
d) utleniania siarkowodoru.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

10. W produkcji kwasu siarkowego(VI) metodą podwójnej absorpcji zachodzą procesy:

a) pojedyncza kataliza i pojedyncza absorpcja,
b) dwukrotna kataliza i dwukrotna absorpcja,
c) pojedyncza kataliza i dwukrotna absorpcja,
d) dwukrotna kataliza i pojedyncza absorpcja.

11. Absorbentem w wieży do pochłaniania tlenku siarki(VI) jest:

a) woda i 20% kwas siarkowy(VI),
b) kwas siarkowy(VI) 50%,
c) oleum 20%,
d) kwas siarkowy(VI) 96% i oleum 20%.

12. Stopień przemiany SO

2

do SO

3

w węźle kontaktowym metodą z podwójną absorpcją wynosi:

a) 80,0%
b) 99,9%,
c) 98,0%,
d) 90,0%.

13. Emisja tlenku siarki(IV) do atmosfery powoduje powstawanie:

a) dziury ozonowej,
b) kwaśnych deszczy,
c) efektu cieplarnianego,
d) smogu.

14. Największe ilości kwasu siarkowy(VI) stosuje się do produkcji:

a) szkła,
b) polietylenu,
c) nawozów sztucznych,
d) teflonu.

15. Głównym źródłem emisji tlenku siarki(IV) do atmosfery jest spalanie:

a) zasiarczonych paliw,
b) odsiarczonego gazu syntezowego,
c) odsiarczonej ropy,
d) odsiarczonego gazu ziemnego.

16. W karcie charakterystyki właściwości żrące kwasu siarkowego(VI), oznacza się literką:

a) C,
b) R,
c) S,
d) F.

17. Do spalenia 10 moli siarki do SO

2

zużywa się w warunkach normalnych:

a) 224 dm

3

O

2

,

b) 112 dm

3

O

2

,

c) 448 dm

3

O

2

,

d) 472 dm

3

O

2

.

18. Głównym celem stosowania podwójnej metody absorpcji jest:

a) zmniejszenie zużycia tlenu,
b) zmniejszenie emisji tlenku siarki(IV),
c) zwiększenie emisji tlenku siarki(IV),
d) zmniejszenie wykorzystania siarki.

19. Równanie reakcji 2SO

2

+ O

2

2SO

3

opisuje proces:

a) utlenienia tlenku siarki (IV),
b) Clausa,
c) spalania siarki,
d) redukcję tlenku siarki(IV).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

20. Kontakt wanadowy stosowany w aparacie kontaktowym:

a) przyśpiesza reakcję utleniania tlenku siarki(IV) do tlenku siarki(VI),
b) przyśpiesza reakcję utleniania siarki do tlenku siarki(IV),
c) obniża temperaturę procesu,
d) obniża ciśnienie procesu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Wytwarzanie kwasu siarkowego (VI) z siarki

Zakreśl poprawną odpowiedź

.

Nr

zadania

Odpowiedź Punktacja

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11 a b c d

12 a b c d

13 a b c d

14 a b c d

15 a b c d

16 a b c d

17 a b c d

18 a b c d

19 a b c d

20 a b c d

Razem:

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Zadanie praktyczne wysoko symulowane

do jednostki modułowej „Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki”

Proponowane zadanie praktyczne przeznaczone jest do przeprowadzenia po zakończonym

procesie kształcenia w jednostce modułowej „Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki”.
Zadanie ma charakter wysoko symulowany i pozwala na ocenę umiejętności uczniów w zakresie
posługiwania się schematem procesu produkcji, dobierania parametrów procesu, obliczania masy
absorbenta.
Zadanie praktyczne ma charakter sprawdzający tzn. ukierunkowany jest na porównanie wyników
z założonymi w programie celami kształcenia.

Instrukcja dla nauczyciela
1. Czas trwania zadania praktycznego 45 minut.
2. Należy przygotować indywidualne stanowisko pracy dla każdego ucznia.
3. Rozdać karty pracy oraz instrukcje dla ucznia.
4. Omówić z uczniami przebieg zadania praktycznego.
5. Podczas przeprowadzania zadania nauczyciel pełni rolę obserwatora.
6. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu nauczyciel przypomina uczniom o zbliżającym

się czasie zakończenia zadania.

7. Po wykonaniu zadania uczeń oddaje kartę pracy nauczycielowi.
8. Nauczyciel przeprowadza analizę wyników sprawdzianu.
9. Opracowuje wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych.

Zadanie dla ucznia:
W zakładzie przetwórczym siarki w Toruniu produkuje się kwas siarkowy(VI). Oblicz ile ton
kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 98% należy doprowadzić do wieży absorpcyjnej, aby
zaabsorbować SO

3

wytworzony z 1 tony siarki odzyskiwanej i otrzymać monohydrat. Siarka

zawiera 0,01% zanieczyszczeń, a stopień przemiany SO

2

do SO

3

wynosi 99%.

Opracuj projekt realizacji prac związanych z procesem produkcji kwasu siarkowego(VI). Projekt
realizacji powinien zawierać:
– schemat ideowy wytwarzania kwasu siarkowego(VI),
– charakterystykę pracy aparatu kontaktowego,
– obliczenia dotyczące procesu.

Plan testu

Lp.

Nazwa czynności

Liczba punktów

możliwych do

uzyskania

1

Obliczenie masy kwasu siarkowego(VI), którą należy
doprowadzić do wieży:
– obliczenie masy czystej siarki,
– obliczenie masy otrzymanego tlenku siarki(IV)
na podstawie równania reakcji,
– obliczenie masy tlenku siarki(VI) z uwzględnieniem stopnia

przemiany,

– obliczenie ilości ton kwasu siarkowego(VI) 98%, który

należy doprowadzić do wieży.

1
1

1

1

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Lp.

Nazwa czynności

Liczba punktów

możliwych do

uzyskania

2

Scharakteryzowanie pracy aparatu kontaktowego:
– opisanie budowy aparatu kontaktowego,
– podanie składu masy kontaktowej,
– podanie składu gazu doprowadzanego na pierwszą półkę,
– podanie parametrów procesu utleniania tlenku siarki(IV),
– wskazanie wykorzystania zasad technologicznych

w procesie utleniania tlenku siarki(IV).

1
1
1
1
1

3

Rysowanie schematu ideowego procesu produkcji kwasu
siarkowego(VI) metodą pojedynczej absorpcji:
– określanie rodzajów aparatów,
– określanie rodzajów procesów zachodzących w aparatach,
– zaznaczenie na schemacie:

doprowadzenia surowców (1 pkt),
kierunku przepływu reagentów (1 pkt),
odprowadzenie produktu (1 pkt).

1
1
3

4 Ocena

wpływu emisji związków siarki do atmosfery w

produkcji kwasu siarkowego(VI)

metodą pojedynczej absorpcji:

– ocena wpływu związków siarki na środowisko,
– proponowanie sposobu ograniczenia emisji związków siarki

do atmosfery.

1
1

Uczeń może maksymalnie otrzymać 16 punktów.
Zadanie uczeń zaliczy, jeśli uzyska 8 punktów:
– aby otrzymać ocenę dostateczną powinien uzyskać 10–11 punktów,
– na ocenę dobrą powinien uzyskać 12–14 punktów,
– na ocenę bardzo dobrą powinien uzyskać 15–16 punktów.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Karta oceny

Lp.

Czynności ucznia

Maksymalna liczba

punktów

Uzyskana liczba

punktów

1

Obliczenie masy kwasu siarkowego(VI),
którą należy doprowadzić do wieży:
– obliczanie masy czystej siarki,
– obliczanie masy otrzymanego

tlenku siarki(IV) na podstawie
równania reakcji,

– obliczanie masy tlenku siarki(VI) z

uwzględnieniem stopnia przemiany,

– obliczanie ilości ton kwasu siarkowego

(VI) 98% należy doprowadzić do
wieży.

1
1

1

1

2

Scharakteryzowanie pracy aparatu
kontaktowego:
– opisanie budowy aparatu

kontaktowego,

– podanie składu masy kontaktowej,
– podanie składu gazu doprowadzanego

na pierwszą półkę,

– podanie parametrów procesu utleniania

tlenku siarki(IV),

– wskazanie wykorzystania zasad

technologicznych w procesie utleniania
tlenku siarki(IV) w aparacie
kontaktowym.

1

1
1

1

1

3

Rysowanie schematu ideowego procesu
produkcji kwasu siarkowego(VI) metodą
pojedynczej absorpcji:
– określanie rodzajów aparatów,
– określanie rodzajów procesów

zachodzących w aparatach,

– zaznaczenie na schemacie:

doprowadzenia surowców,
kierunku przepływu reagentów,
odprowadzenie produktu.

1
1

3

4 Ocena

wpływu emisji związków siarki do

atmosfery w produkcji kwasu siarkowego
(VI)

metodą pojedynczej absorpcji:

– ocena wpływu związków siarki na

środowisko,

– proponowanie sposobu ograniczenia

emisji związków siarki do atmosfery.

1

1

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Zadanie praktyczne

dla jednostki modułowej „Wytwarzanie kwasu siarkowego(VI) z siarki”

Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Możesz korzystać z dołączonego materiału do zadania (załącznik), kalkulatora.
3. Zanim przystąpisz do wykonania zadania zaplanuj pracę. Pomoże Ci w tym KARTA PRACY.
4. Odpowiedzi wpisuj w wyznaczonych miejscach KARTY.
5. Za każdą prawidłową odpowiedź otrzymasz jeden punkt. Za niepełną lub złą odpowiedź

otrzymasz zero punktów.

6. Maksymalnie możesz otrzymać 16 punktów. Ocenę dostateczny otrzymasz, jeśli uzyskasz 10

punktów.

5. Pracuj samodzielnie.
6. Po zakończeniu zadania oddaj nauczycielowi KARTĘ PRACY.
7. Na wykonanie masz 45 minut
Powodzenia

Treść zadania

W zakładzie przetwórczym siarki w Toruniu produkuje się kwas siarkowy(VI). Oblicz ile

ton kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 98% należy doprowadzić do wieży absorpcyjnej, aby
zaabsorbować SO

3

wytworzony z 1 tony siarki odzyskiwanej i otrzymać monohydrat. Siarka

zawiera 0,01% zanieczyszczeń, a stopień przemiany SO

2

do SO

3

wynosi 99%.

Opracuj projekt realizacji prac związanych z procesem produkcji kwasu siarkowego(VI).

Projekt realizacji powinien zawierać:
– schemat ideowy wytwarzania kwasu siarkowego(VI),
– charakterystykę pracy aparatu kontaktowego,
– obliczenia dotyczące procesu.

Działanie Twoje powinno przebiegać w trzech etapach:

ETAP I – faza przygotowawcza:
– zapoznaj się z dołączoną dokumentacją do zadania,
– przeanalizuj treść zadania,
– przeanalizuj pracę węzła kontaktowego,
ETAP II – faza realizacyjna:
– oblicz masą 98% kwasu siarkowego(VI),
– scharakteryzuj pracę aparatu kontaktowego,
– narysuj schemat ideowy produkcji kwasu siarkowego(VI) metoda pojedynczej absorpcji,
– oceń wpływ emisji SO

2

na środowisko.

ETAP III – faza oceniająca:
– zinterpretuj uzyskane wyniki,
– określ, co zrobiłbyś inaczej, gdybyś wykonanie zadania mógł powtórzyć.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Karta pracy

Nazwa i adres szkoły

Nazwisko i imię ucznia

Data

Uzyskana suma
punktów

Zadanie

Odpowiedź

4pkt
1. Oblicz masę kwasu siarkowego(VI), którą

należy doprowadzić do wieży:

5pkt
2. Scharakteryzuj pracę aparatu kontaktowego:
– opisz budowę aparatu kontaktowego,
– podaj skład masy kontaktowej,
– podaj skład gazu doprowadzanego na

pierwszą półkę,

– podaj parametry procesu utleniania tlenku

siarki(IV) do tlenku siarki(VI),

– wskaż wykorzystanie zasad

technologicznych w procesie utleniania
tlenku siarki(IV) w aparacie kontaktowym.

5pkt
3. Narysuj schemat ideowy procesu produkcji
kwasu siarkowego(VI) metodą pojedynczej
absorpcji:
– określ rodzaje aparatów,
– określ rodzaj procesów zachodzących

w aparatach,

– zaznacz na schemacie:

doprowadzenie surowców
kierunek przepływu reagentów
odprowadzenie produktów.

2pkt
4. Oceń wpływ emisji związków siarki do
atmosfery w produkcji kwasu siarkowego(VI)

metodą pojedynczej absorpcji:
– oceń wpływ związków siarki na środowisko,
– zaproponuj sposób ograniczenia emisji

związków siarki do atmosfery.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

Załącznik

Zasada pracy węzła kontaktowego przy produkcji H

2

SO

4

z siarki:

1 – piec wtryskowy do spalania siarki, 1a – kocioł, 2 – pięciopółkowy aparat kontaktowy,
3 – wymiennik ciepła, 4 – chłodnica gazów odlotowych z węzła kontaktowego (ekonomizer),
1’ – 5’ – kolejne półki aparatu kontaktowego.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

7.LITERATURA

1. Bortel E., Koneczny H.: Zarys technologii chemicznej. PWN, Warszawa 1992
2. Molenda J.: Technologia chemiczna. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1997
3. Ryng M.: Bezpieczeństwo techniczne w przemyśle chemicznym. Poradnik. WNT, Warszawa
1994
4. Warych. J.: Oczyszczanie przemysłowych gazów odlotowych. WNT, Warszawa 1996
5. htt://www.pipc.org.pl/pl/clownload/bat/branza-chemiczna/2005-09-29