„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Marek Galewski

Stosowanie zasad prowadzenia procesów produkcyjnych
815[01].Z2.01

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
dr inż. Sylwester Stawarz
mgr inż. Halina Bielecka



Opracowanie redakcyjne:
mgr Marek Galewski

Konsultacja:
mgr inż. Kazimierz Olszewski

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 815[01].Z2.01
„Stosowanie zasad prowadzenia procesów produkcyjnych”, zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu operator urządzeń przemysłu chemicznego.






















Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1.

Wprowadzenie

3

2.

Wymagania wstępne

5

3.

Cele kształcenia

6

4.

Przykładowe scenariusze zajęć

7

5.

Ćwiczenia

11

5.1.

Charakterystyka prowadzenia procesów w przemyśle chemicznym

11

5.1.1.

Ć

wiczenia

11

5.2.

Transport i magazynowanie surowców, półproduktów, produktów
i materiałów pomocniczych

13

5.2.1.

Ć

wiczenia

13

5.3.

Przemysł chemiczny a ochrona środowiska. Zasady bezpieczeństwa
procesowego

15

5.3.1.

Ć

wiczenia

15

5.4.

System jakości produkcji w zakładzie chemicznym. Metody kontroli
produkcji

16

5.4.1.

Ć

wiczenia

16

6.

Ewaluacja osiągnięć ucznia

19

7.

Literatura

34

„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

operator urządzeń przemysłu

chemicznego.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien mieć już ukształtowane,
aby bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie uczeń ukształtuje podczas pracy
z poradnikiem,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

przykładowe ćwiczenia ze wskazówkami do realizacji, zalecanymi metodami nauczania–
uczenia oraz środkami dydaktycznymi,

−

ewaluację osiągnięć ucznia, przykładowe narzędzie pomiaru dydaktycznego,

−

literaturę uzupełniającą.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze

szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania.

Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od

samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.

Jako pomoc w realizacji jednostki modułowej dla uczniów przeznaczony jest Poradnik

dla ucznia. Nauczyciel powinien ukierunkować uczniów na właściwe korzystanie z poradnika
do nich adresowanego.

Materiał nauczania (w Poradniku dla ucznia) podzielony jest na rozdziały, które

zawierają podrozdziały. Podczas realizacji poszczególnych rozdziałów wskazanym jest
zwrócenie uwagi na następujące elementy:

−

materiał nauczania – w miarę możliwości uczniowie powinni przeanalizować
samodzielnie. Obserwuje się niedocenianie przez nauczycieli niezwykle ważnej
umiejętności, jaką uczniowie powinni bezwzględnie posiadać – czytanie tekstu
technicznego ze zrozumieniem,

−

pytania sprawdzające mają wykazać, na ile uczeń opanował materiał teoretyczny i czy
jest przygotowany do wykonania ćwiczeń. W zależności od tematu można zalecić
uczniom samodzielne odpowiedzenie na pytania lub wspólne z całą grupą uczniów,
w formie dyskusji opracowanie odpowiedzi na pytania. Druga forma jest korzystniejsza,
ponieważ nauczyciel sterując dyskusją może uaktywniać wszystkich uczniów oraz
w trakcie dyskusji usuwać wszelkie wątpliwości,

−

dominującą rolę w kształtowaniu umiejętności oraz opanowaniu materiału spełniają
ć

wiczenia. W trakcie wykonywania ćwiczeń uczeń powinien zweryfikować wiedzę

teoretyczną oraz opanować nowe umiejętności. Przedstawiono dosyć obszerną
propozycję ćwiczeń wraz ze wskazówkami o sposobie ich przeprowadzenia,
uwzględniając różne możliwości ich realizacji w szkole. Nauczyciel decyduje, które
z zaproponowanych ćwiczeń jest w stanie zrealizować przy określonym zapleczu
technodydaktycznym szkoły. Prowadzący może również zrealizować ćwiczenia, które
sam opracował,

−

sprawdzian postępów stanowi podsumowanie rozdziału, zadaniem uczniów jest
udzielenie odpowiedzi na pytania w nim zawarte. Uczeń powinien samodzielnie czytając
zamieszczone w nim stwierdzenia potwierdzić lub zaprzeczyć opanowanie określonego
zakresu materiału. Jeżeli wystąpią zaprzeczenia, nauczyciel powinien do tych zagadnień
wrócić, sprawdzając czy braki w opanowaniu materiału są wynikiem niezrozumienia
przez ucznia tego zagadnienia, czy niewłaściwej postawy ucznia w trakcie nauczania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

W tym miejscu jest szczególnie ważna rola nauczyciela, gdyż od postawy nauczyciela,
sposobu prowadzenia zajęć zależy między innymi zainteresowanie ucznia. Uczeń
niezainteresowany materiałem nauczania, wykonywaniem ćwiczeń nie nabędzie w pełni
umiejętności założonych w jednostce modułowej. Należy rozbudzić wśród uczniów tak
zwaną „ciekawość wiedzy”. Potwierdzenie przez ucznia opanowania materiału nauczania
rozdziału może stanowić podstawę dla nauczyciela do sprawdzenia wiedzy i umiejętności
ucznia z tego zakresu. Nauczyciel realizując jednostkę modułową powinien zwracać
uwagę na predyspozycje ucznia, ocenić, czy uczeń ma większe uzdolnienia manualne,
czy może lepiej radzi sobie z rozwiązywaniem problemów teoretycznych,

−

testy zamieszczone w rozdziale Ewaluacja osiągnięć ucznia zawierają zadania z zakresu
całej jednostki modułowej i należy je wykorzystać do oceny uczniów, a wyniki osiągnięte
przez uczniów powinny stanowić podstawę do oceny pracy własnej nauczyciela
realizującego tę jednostkę modułową. Każdemu zadaniu testu przypisano określoną
liczbę możliwych do uzyskania punktów (0 lub 1 punkt). Ocena końcowa uzależniona
jest od ilości uzyskanych punktów. Nauczyciel może zastosować test według własnego
projektu oraz zaproponować własną skalę ocen. Należy pamiętać, żeby tak
przeprowadzić proces oceniania ucznia, aby umożliwić mu jak najpełniejsze wykazanie
swoich umiejętności.
Metody polecane do stosowania podczas kształcenia modułowego to:

−

pokaz z objaśnieniem,

−

ć

wiczenie (laboratoryjne lub inne),

−

projektów,

−

przewodniego tekstu.

Schemat układu jednostek modułowych

815[01].Z2

Technologie wytwarzania

półproduktów i produktów

przemysłu chemicznego

815[01].Z2.02

Wytwarzanie podstawowych

półproduktów i produktów

nieorganicznych

815[01].Z2.03

Wytwarzanie podstawowych

półproduktów i produktów

organicznych

815[01].Z2.01

Stosowanie zasad prowadzenia

procesów produkcyjnych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

charakteryzować podstawowe reakcje chemiczne stosowane w procesach wytwarzania
substancji organicznych i nieorganicznych,

−

określać warunki prowadzenia reakcji chemicznych stosowanych w procesach
wytwarzania substancji organicznych i nieorganicznych,

−

określać wpływ zmian parametrów na szybkość reakcji chemicznej i stan równowagi
chemicznej,

−

wyszukiwać informacje w podręcznikach, tablicach chemicznych, czasopismach
i Internecie,

−

rozpoznawać i oceniać zagrożenia wynikające ze stosowania substancji palnych,
wybuchowych, toksycznych i szkodliwych dla zdrowia,

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz przeciwpożarowe podczas
wykonywania doświadczeń chemicznych,

−

wykonywać czynności laboratoryjne zgodnie z wymaganiami zawartymi w instrukcjach
i normach,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

rozróżnić pojęcia chemicznej i technologicznej koncepcji procesu,

−

wymienić czynniki wpływające na wybór chemicznej i technologicznej koncepcji
procesu,

−

porównać różne koncepcje chemiczne wytwarzania wskazanego produktu z punktu
widzenia potrzeb surowcowych, energetycznych oraz uwarunkowań ekologicznych,

−

scharakteryzować zasady technologiczne,

−

wskazać przykłady zastosowania zasad technologicznych w rzeczywistych rozwiązaniach
technologicznych,

−

posłużyć się pojęciami technologicznymi: szybkość objętościowa, wydajność
i selektywność reakcji i procesów,

−

rozróżnić ciągłe i okresowe procesy technologiczne,

−

rozpoznać na uproszczonych schematach technologicznych rozwiązania potwierdzające
uwzględnienie zasad technologicznych,

−

wskazać przykłady zanieczyszczania środowiska przez zakłady przemysłu chemicznego,

−

wskazać podstawowe zasady postępowania w sytuacji rozszczelnienia aparatury,
armatury lub pęknięć orurowania oraz innych potencjalnych awarii technologicznych,

−

rozpoznać na schematach instalacji zawory bezpieczeństwa i blokady technologiczne,

−

scharakteryzować sposoby organizowania produkcji przyjaznej dla środowiska,

−

rozpoznać urządzenia do magazynowania i transportu materiałów,

−

posłużyć się przepisami i dokumentami z zakresu magazynowania, transportu,
oznakowywania substancji, w tym niebezpiecznych,

−

scharakteryzować systemy zarządzania jakością,

−

posłużyć się dokumentacją systemów zarządzania jakością,

−

określić rodzaje nośników energii stosowanych w przemyśle chemicznym,

−

wskazać przykłady racjonalnego wykorzystania energii w instalacjach przemysłu
chemicznego,

−

rozpoznać na schematach punkty pobierania próbek do analiz środowiskowych
i procesowych,

−

pobrać próbki do analiz środowiskowych i procesowych,

−

zorganizować stanowiska pracy analitycznej,

−

wykonać analizy próbek surowców, materiałów pomocniczych, półproduktów
i produktów przemysłu nieorganicznego i organicznego,

−

ocenić jakość surowców, materiałów pomocniczych, półproduktów i produktów
przemysłu nieorganicznego i organicznego,

−

udokumentować przebieg i wyniki kontroli analitycznej procesów,

−

zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, 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 Operator urządzeń przemysłu chemicznego 815[01]

Moduł

Technologie wytwarzania półproduktów i produktów
przemysłu chemicznego 815[01].Z2

Jednostka modułowa

Stosowanie zasad prowadzenia procesów produkcyjnych
815[01].Z2.01

Temat: Wykonanie projektu schematu ideowego i technologicznego wybranego procesu

produkcyjnego. Analiza rozwiązań potwierdzających uwzględnienie zasad
technologicznych.

Cel ogólny: Ustalanie, na uproszczonych schematach technologicznych, rozwiązań

potwierdzających uwzględnienie zasad technologicznych.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

napisać równania reakcji chemicznych zachodzących podczas otrzymywania danego
produktu,

−

określić zastosowanie danego produktu,

−

nazwać procesy jednostkowe,

−

rozpoznać i nazwać elementy aparatury w schemacie technologicznym,

−

rozpoznać i nazwać zasady technologiczne.

Metody nauczania–uczenia się:

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne

−

poradnik dla ucznia,

−

kopie wybranych schematów technologicznych,

−

norma branżowa BN-72/2200-01 (symbole graficzne aparatów, maszyn i urządzeń
przemysłu chemicznego),

−

komputer z dostępem do Internetu.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

uczniowie pracują w grupach 2–3-osobowych.

Czas trwania zajęć: 10 godzin dydaktycznych

Zadanie dla ucznia
Wykonaj projektu schematu ideowego i technologicznego procesu produkcyjnego
(wybranego przez nauczyciela). Dokonaj analizy rozwiązań potwierdzających uwzględnienie
zasad technologicznych..

Projekt powinien zawierać:

−

schemat ideowy,

−

schemat technologiczny,

−

równania reakcji chemicznych zachodzących podczas otrzymywania danego produktu,

−

zastosowanie danego produktu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

−

opisane procesy jednostkowe,

−

opisane zasady technologiczne,

−

opisane elementy aparatury.

Przebieg zajęć:
1.

Sprawy organizacyjne.

2.

Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć, krótkie zapoznanie uczniów z metodą
projektów.

3.

Przedstawienie propozycji udziału w projekcie, formowanie się grup uczniowskich.

4.

Zaplanowanie czasu przebiegu projektu, miejsca i terminów konsultacji, ustalenie
kryteriów oceniania projektów.

5.

Podpisanie kontraktu z uczniami na realizację projektów.

6.

Konsultacje z uczniami, uzgodnienia z nauczycielami innych przedmiotów
(np. informatyki w celu dostępu do pracowni komputerowej).

7.

Zapoznanie się ze sprawozdaniem z wykonania projektu.

8.

Kierowanie przebiegiem prezentacji, dokonanie oceny projektów.

9.

Przeprowadzenie sprawdzianu z treści objętych zakresem projektu.

Wskazówki do realizacji
Wykonane przez uczniów prace można wykorzystać jako pomoce dydaktyczne

(w postaci np. tablic lub w postaci elektronicznej – jako pokaz w programie do prezentacji) do
realizacji celów w module 815[01].Z2.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca

………………………………………………………………

Modułowy program nauczania Operator urządzeń przemysłu chemicznego 815[01]

Moduł

Technologie wytwarzania półproduktów i produktów
przemysłu chemicznego 815[01].Z2

Jednostka modułowa

Stosowanie zasad prowadzenia procesów produkcyjnych
815[01].Z2.01

Temat: Sposoby ograniczania emisji tlenków siarki (IV).

Cel ogólny: Przykłady zanieczyszczania środowiska przez zakłady przemysłu chemicznego.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

otrzymać SO

2

w laboratorium chemicznym i napisać równania reakcji chemicznych,

−

wymienić źródła zanieczyszczeń powietrza przez tlenki siarki,

−

wymienić sposoby odsiarczania w przemyśle oraz neutralizacji SO2 w laboratorium,

−

opisać właściwości SO

2

i napisać równania odpowiednich reakcji chemicznych.

Metody nauczania–uczenia się

−

metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne

−

poradnik dla ucznia,

−

sprzęt laboratoryjny i odczynniki potrzebne do otrzymania i usunięcia SO

2

,

−

tekst przewodni.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

uczniowie pracują w grupach 2-osobowych.

Czas trwania zajęć: 4 godziny dydaktyczne.

Zadanie dla ucznia
W jaki sposób ograniczysz emisję tlenku siarki (IV) do powietrza? Zaplanuj i wykonaj
odpowiednie doświadczenie.

Przebieg zajęć:
1.

Sprawy organizacyjne.

2.

Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć, krótkie zapoznanie uczniów z metodą
tekstu przewodniego.

3.

Rozdanie uczniom tekstów przewodnich.

Pytania prowadzące
1.

Co nazywamy emisją gazów? Jakie znasz rodzaje emisji?

2.

Jakie są źródła zanieczyszczeń powietrza przez tlenki siarki?

3.

Jakie są sposoby odsiarczania?

4.

Jak można otrzymać SO

2

w laboratorium chemicznym? Napisz odpowiednie równania

reakcji.

5.

Jakie właściwości ma SO

2

(stan skupienia, zapach, rozpuszczalność w wodzie, odczyn

roztworu, reakcje z roztworami zasadowymi, wpływ na rośliny, np. liście roślin
iglastych)? Napisz odpowiednie równania reakcji.

6.

Jak można usunąć (zneutralizować) SO

2

w laboratorium chemicznym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Planowanie
1.

Zaplanuj sprzęt laboratoryjny potrzebny do otrzymania i usunięcia SO

2

.

2.

Zaplanuj potrzebne odczynniki.

3.

Wykonaj schematyczny rysunek zaplanowanego doświadczenia.

4.

Zapisz równania zachodzących reakcji chemicznych.

Ustalanie i wykonanie
Jeśli poprawnie zaplanowałeś i uzyskałeś akceptację nauczyciela przystąp do wykonania
ć

wiczenia:

1.

Pobierz sprzęt laboratoryjny.

2.

Zmontuj zestaw do ćwiczenia.

3.

Przygotuj potrzebne Ci odczynniki, roztwory.

4.

Po każdym etapie oceń wykonywane czynności, poproś o ocenę koleżankę lub kolegę.

5.

Poproś nauczyciela, aby ocenił Twoją pracę.

6.

Przystąp do wykonania ćwiczenia wg zaplanowanej kolejności.
Pamiętaj o zasadach BHP!

Kontrola
Dokonaj oceny poszczególnych etapów postępowania podczas wykonywania ćwiczenia.

Lp

Czynności

Ocena
Twoja

Ocena

kolegi

Ocena

nauczyciela

1.

Przygotowanie sprzętu laboratoryjnego. Zmontowanie
zestawu

2.

Dobór odczynników

3.

Narysowanie schematycznego rysunku

4.

Napisanie odpowiednich równań reakcji

6.

Zachowanie bezpieczeństwa i higieny pracy

7.

Przygotowanie sprzętu laboratoryjnego. Zmontowanie
zestawu

Analiza końcowa
Uczniowie wraz z nauczycielem wskazują, które etapy rozwiązania zadania sprawiły im
trudności. Nauczyciel powinien podsumować całe zadanie, wskazać, jakie umiejętności były
ć

wiczone, jakie wystąpiły nieprawidłowości i jak ich unikać na przyszłość.

Praca domowa
Znajdź w Internecie przykłady schematów instalacji do odsiarczania spalin w przemyśle
(chemicznym lub energetycznym).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

5.

ĆWICZENIA

5.1. Charakterystyka prowadzenia procesów w przemyśle

chemicznym

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj projekt schematu ideowego i technologicznego procesu produkcyjnego

(wybranego przez nauczyciela). Dokonaj analizy rozwiązań potwierdzających uwzględnienie
zasad technologicznych.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału „Materiał nauczania”. Nauczyciel powinien przygotować odpowiednie
pomoce dydaktyczne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

dokonać wyboru odpowiedniego projektu, dobrać się w grupy,

2)

dokonać analizy wybranego projektu, zaplanować wstępne działania i czynności,

3)

podpisać kontrakt z nauczycielem na realizację projektu,

4)

gromadzić dokumentację, opracować wyniki pracy, przygotować formę opisu projektu
i jego prezentacji dla innych grup uczniowskich, odbywać okresowe konsultacje
z nauczycielem, postęp prac dostosowywać do wyznaczonych terminów prezentacji
projektu,

5)

złożyć u nauczyciela sprawozdanie z wykonania projektu,

6)

zaprezentować na forum grupy wykonany projekt.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda projektów.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

Poradnik dla ucznia,

−

kopie wybranych schematów technologicznych,

−

norma branżowa BN-72/2200-01 (symbole graficzne aparatów, maszyn i urządzeń
przemysłu chemicznego),

−

komputer z dostępem do Internetu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

Ćwiczenie 2

Na wybranych (przez nauczyciela) schematach technologicznych, rozpoznaj urządzenia

do wymiany ciepła, do magazynowania i transportu materiałów. Narysuj schemat (lub
schematy) ideowy przedstawiający odzyskiwanie ciepła w danym procesie technologicznym.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment

rozdziału Materiał nauczania. Niepodane w normie symbole urządzeń złożonych tworzy się
przez odpowiednie zestawienie symboli elementów podstawowych aparatury i armatury.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

odszukać odpowiednie urządzenia na schemacie technologicznym,

2)

nazwać te urządzenia,

3)

wymienić sposoby odzyskiwania ciepła w procesach technologicznych,

4)

narysować schemat ideowy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ć

wiczenie.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

norma branżowa BN-72/2200-01,

−

Poradnik dla ucznia,

−

schematy technologiczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

5.2. Transport i magazynowanie surowców, półproduktów,

produktów i materiałów pomocniczych

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na wybranych (przez nauczyciela) schematach technologicznych, rysunkach, zdjęciach,

filmach rozpoznaj urządzenia do transportu materiałów oraz armaturę odcinającą
i regulacyjną.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału „Materiał nauczania”. Nauczyciel powinien przygotować odpowiednie
pomoce dydaktyczne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

odszukać odpowiednie urządzenia na schematach technologicznych, rysunkach,
zdjęciach, filmach,

2)

nazwać te urządzenia,

3)

dokonać ich krótkiej charakterystyki,

4)

umieścić odpowiedzi w tabeli.

Nr schematu, zdjęcia, itp.

Rozpoznane urządzenie

Charakterystyka

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ć

wiczenie,

−

pogadanka dydaktyczna.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

Poradnik dla ucznia,

−

kopia wybranych schematów technologicznych,

−

norma branżowa BN-72/2200-01 (symbole graficzne aparatów, maszyn i urządzeń
przemysłu chemicznego),

−

filmy dydaktyczne prezentujące urządzenia do transportu materiałów oraz armaturę
odcinającą i regulacyjną,

−

zdjęcia, rysunki, modele prezentujące urządzenia do transportu materiałów oraz armaturę
odcinającą i regulacyjną.

Ćwiczenie 2

Na wybranych (przez nauczyciela) schematach technologicznych, rysunkach, zdjęciach,

filmach rozpoznaj urządzenia do magazynowania materiałów.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału „Materiał nauczania”. Nauczyciel powinien przygotować odpowiednie
pomoce dydaktyczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

odszukać odpowiednie urządzenia na schematach technologicznych, rysunkach,
zdjęciach, filmach,

2)

nazwać te urządzenia,

3)

dokonać ich krótkiej charakterystyki,

4)

umieścić odpowiedzi w tabeli.

Nr schematu, zdjęcia, itp.

Rozpoznane urządzenie

Charakterystyka

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ć

wiczenie,

−

pogadanka dydaktyczna.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

Poradnik dla ucznia,

−

kopie wybranych schematów technologicznych,

−

norma branżowa BN-72/2200-01 (symbole graficzne aparatów, maszyn i urządzeń
przemysłu chemicznego),

−

filmy dydaktyczne prezentujące urządzenia do magazynowania materiałów,

−

zdjęcia, rysunki, modele prezentujące urządzenia do magazynowania materiałów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

5.3. Przemysł chemiczny a ochrona środowiska. Zasady

bezpieczeństwa procesowego

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Korzystając z dostępnych źródeł (książki, czasopisma, Internet), wykonaj i zaprezentuj

projekt: „Przykłady zanieczyszczania środowiska przez zakłady przemysłu chemicznego”.

Wskazówki do realizacji
Czas realizacji 1 tydzień. Uczniowie powinni mieć zapewniony dostęp do pracowni

komputerowej i Internetu.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Uczeń powinien:

1)

odszukać i zapoznać się z informacjami na temat zanieczyszczania środowiska przez
zakłady przemysłu chemicznego (np. katastrofy w Minamata, Seveso, Bhopalu),

2)

zaprezentować przygotowany projekt na forum klasy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda projektów.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.

Ćwiczenie 2

W jaki sposób ograniczysz emisję tlenku siarki(IV) do powietrza? Zaplanuj i wykonaj

odpowiednie doświadczenie.

Wskazówki do realizacji
Nauczyciel ma zwrócić uwagę na przepisy bhp podczas wykonywania doświadczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

odpowiedzieć na pytania kontrolne,

2)

zaplanować wykonanie ćwiczenia,

3)

dokonać samooceny.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

Poradnik dla ucznia,

−

tekst przewodni,

−

sprzęt laboratoryjny i odczynniki potrzebne do otrzymania i usunięcia SO

2

.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

5.4. System jakości produkcji w zakładzie chemicznym. Metody

kontroli produkcji

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy sitowej węgla zgodnie z podaną instrukcją. Wyniki umieść w tabeli.

Narysuj wykresy krzywej składu ziarnowego i histogram. Oblicz gęstość nasypową.
Sformułuj wnioski z ćwiczenia.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału „Materiał nauczania”. Nauczyciel powinien przygotować odpowiednie
pomoce dydaktyczne oraz zwrócić uwagę na przepisy BHP.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

postępować zgodnie z instrukcją do ćwiczenia,

2)

narysować odpowiednie wykresy,

3)

dokonać obliczeń,

4)

sformułować wnioski.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ć

wiczenie.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

papier milimetrowy (ewentualnie stanowisko komputerowe z drukarką),

−

poradnik dla ucznia,

−

zestaw sit,

−

wytrząsarka,

−

waga o dokładności 0,01 g,

−

naczynia wagowe,

−

suszarka laboratoryjna,

−

zestaw materiałów do analizy,

−

zestaw cylindrów pomiarowych,

−

instrukcja do ćwiczenia.

Instrukcja do ćwiczenia 1

−

Sproszkowaną próbkę materiału przeznaczonego do analizy sitowej wysusz
w parowniczce porcelanowej w suszarce o temperaturze 105–110°C do stałej masy.

−

Odważ z niej 25–100 g z dokładnością do 0,01 g.

−

Odważoną próbkę umieść na górnym sicie przygotowanego wcześniej (oczyszczonego
i wysuszonego) zestawu sit.

−

Następnie zestaw sit wstrząsaj ręcznie lub na wstrząsarce elektrycznej. Wstrząsanie
prowadzi się do chwili, gdy po rozłączeniu sit przy potrząsaniu ich nad błyszczącym
papierem stwierdzi się, że przechodzenie ziaren przez sita ustało lub wtedy, gdy ilość

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

materiału przepadającego przez najdrobniejsze sito w zestawie spada poniżej pewnej
określonej wartości np. 0,02% całej naważki.

−

Wówczas przy pomocy miękkiego pędzelka pozostałości na sitach przenieś do
zważonych uprzednio naczyń ustawionych na błyszczącym papierze.

−

Pozostałości na poszczególnych sitach zważ się z dokładnością do 0,01 g.

−

Oblicz zawartość poszczególnych frakcji.

−

Analizę powtórz dwukrotnie dla tej samej próbki (połączonych frakcji).

Ćwiczenie 2

Wykonaj jakościową analizę próbki ciekłego paliwa np. benzyny. Zbadaj przezroczystość,

zanieczyszczenia mechaniczne i zawartość żywicy zgodnie z instrukcją oraz sformułuj wnioski
z ćwiczenia.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału „Materiał nauczania”. Nauczyciel powinien przygotować odpowiednie
pomoce dydaktyczne oraz zwrócić uwagę na przepisy BHP.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)

zapoznać się z materiałem nauczania jednostki modułowej,

2)

zbadać przezroczystość badanej próbki,

3)

określić zanieczyszczenia badanej próbki,

4)

oznaczyć zawartość żywic badanej próbki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ć

wiczenie.

Ś

rodki dydaktyczne:

−

cylinder,

−

szkiełko zegarkowe,

−

bezwodny CuSO4,

−

Poradnik dla ucznia,

−

instrukcja do ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Instrukcja do ćwiczenia 2

Badanie przezroczystości
Wlać próbkę do suchego, szklanego cylindra i obserwować w świetle przechodzącym.

Jeżeli jest mętna, przeprowadzić próbę na obecność wody.

Badanie zanieczyszczeń mechanicznych
Na bibułę filtracyjną nanieść kroplę badanego paliwa i odparować.

Badanie zawartości żywic:
Na szkiełku zegarkowym spalić l cm

3

benzyny. Zmierzyć średnicę powstałego

pierścienia. Na podstawie tabeli 7 z poradnika dla ucznia określić zawartość żywic.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

TEST 1
Test

dwustopniowy

do

jednostki

modułowej

„Stosowanie

zasad

prowadzenia procesów produkcyjnych”

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

−

zadania 1, 2, 4, 6–18, 20 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 3, 5, 19 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 otrzymuje 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 17 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 19 zadań, w tym 3 z poziomu ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi: 1. d, 2. b, 3. a, 4. d, 5. a, 6. d, 7. c, 8. b, 9. d, 10. a, 11. d,

12. a, 13. c, 14. b, 15. a, 16. d, 17. c, 18. a, 19. c, 20. d.

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1

Rozróżnić pojęcia chemicznej i technologicznej
koncepcji procesu

B

P

d

2

Rozróżnić podstawowe pojęcia technologiczne

B

P

b

3

Wyjaśnić zasady technologiczne

C

PP

a

4

Rozróżnić na schemacie technologicznym
urządzenia do wymiany ciepła

A

P

d

5

Scharakteryzować współprąd cieplny

C

PP

a

6

Scharakteryzować podstawowe pojęcia
technologiczne

B

P

d

7

Scharakteryzować podstawowe pojęcia
technologiczne

A

P

c

8

Scharakteryzować okresowy proces
technologiczny

B

P

b

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

9

Rozróżnić na schemacie technologicznym
urządzenia do transportu

B

P

d

10

Rozróżnić na schemacie technologicznym
urządzenia do magazynowania ciał stałych, cieczy
i gazów

B

P

a

11

Wskazać przykłady zanieczyszczania środowiska
przez zakłady przemysłu chemicznego

B

P

d

12

Określić rodzaje nośników energii stosowanych
w przemyśle chemicznym

B

P

a

13

Posłużyć się przepisami i dokumentami z zakresu
magazynowania substancji niebezpiecznych

A

P

c

14

Posłużyć się przepisami i dokumentami z zakresu
transportu substancji niebezpiecznych

A

P

b

15

Posłużyć się przepisami i dokumentami z zakresu
oznakowywania substancji niebezpiecznych

B

P

a

16 Posłużyć się pojęciem normy

B

P

d

17 Scharakteryzować systemy analizy procesowej

B

P

c

18 Scharakteryzować systemy zarządzania

A

P

a

19

Ocenić jakość surowców, materiałów
pomocniczych, półproduktów i produktów
przemysłu nieorganicznego i organicznego na
podstawie analizy próbek

D

PP

c

20 Wyjaśnić zasady technologiczne

B

P

d

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1.

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

2.

Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.

3.

Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań zawartych w zestawie oraz z zasadami punktowania.

4.

Przygotuj odpowiednią liczbę testów.

5.

Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.

6.

Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.

7.

Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.

8.

Nie przekraczaj czasu przeznaczonego na test.

9.

Kilka minut przed zakończeniem testu przypomnij uczniom o zbliżającym się czasie
zakończenia udzielania odpowiedzi.

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 4 możliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.

5.

Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6.

Zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed
wskazaniem poprawnego wyniku.

7.

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

8.

Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie
na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9.

Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1.

Węglan sodu Na

2

CO

3

można otrzymać z solanki NaCl na drodze elektrolizy lub metodą

Solvaya. O tym, jakie surowce oraz przemiany chemiczne i fizyczne należy wybrać, aby
otrzymać żądany produkt, decyduje
a)

technologiczna koncepcja procesu technologicznego.

b)

biologiczna koncepcja procesu technologicznego.

c)

fizyczna koncepcja procesu technologicznego.

d)

chemiczna koncepcja procesu technologicznego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

2.

Destylacja, ekstrakcja, absorpcja, sulfonowanie, nitrowanie są to
a)

parametry technologiczne.

b)

procesy podstawowe.

c)

nazwy reakcji chemicznych.

d)

procesy elektrochemiczne.

3.

Zasada najlepszego wykorzystania różnic potencjałów polega na jak najlepszym
wykorzystaniu siły napędowej, gwarantującej szybki przebieg procesu. Zasadę tę opisuje
wzór:

Op

Si

k

V

p

∗

=

V

p

– szybkość procesu (np. szybkość reakcji chemicznej, wymiany ciepła, dyfuzji),

k – współczynnik proporcjonalności,
Si – siła napędowa (np. różnica stężeń substancji, różnica temperatur, różnica

potencjałów elektrycznych, różnica ciśnień),

Op – opór (np. dyfuzyjny, termiczny, tarcia).

Z powyższych informacji wynika, że szybkość procesu
a)

rośnie wraz ze wzrostem siły napędowej i zmniejszaniem oporu.

b)

maleje wraz ze wzrostem siły napędowej i zmniejszaniem oporu.

c)

pozostaje bez zmian wraz ze wzrostem siły napędowej i zmniejszaniem oporu.

d)

rośnie wraz ze wzrostem oporu i zmniejszaniem siły napędowej.

4.

Jedną z zasad najlepszego wykorzystania energii jest wielokrotne wykorzystanie ciepła.
Klasycznym tego przykładem są wyparki wielodziałowe, w których kolejny dział (aparat
wyparny) ogrzewa się oparami wychodzącymi z aparatu poprzedniego. Wyparkę
przedstawiona rysunek

a)

b)

c)

d)

5.

Rysunek przedstawia graficznie współprąd cieplny, który charakteryzuje się tym, że
a)

możemy szybko ochłodzić płyn
ogrzewający.

b)

kierunki przepływających strumieni
są przeciwne.

c)

różnica temperatur (początkowa
i końcowa) jest praktycznie stała.

d)

temperatura płynu podgrzewanego
u wylotu może być znacznie wyższa
od

temperatury

płynu

ogrzewającego.

współprąd

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

6.

Wydajność względną (sprawność) podaje się w następujących jednostkach
a)

[m

3

/kg].

b)

[t/m

3

].

c)

[kg/h].

d)

liczba niemianowana.

7.

Szybkość objętościowa to
a)

stosunek ilości produktu otrzymanego m

P

do ilości produktu, którą można otrzymać

teoretycznie, maksymalnie z tej samej ilości surowca m

Pmax

.

b)

stosunek ilości produktu m

P

do ilości surowca m

S

zużytego do wytworzenia tej ilości

produktu.

c)

objętość gazu, która w ciągu jednostki czasu przepływa przez jednostkową objętość
warstwy kontaktu (warstwa katalizatora).

d)

ilość pożądanego produktu, która powstała do ilości substratu, która przereagowała
w tym samym czasie w złożonej przemianie chemicznej.

8.

Prowadzenie procesu technologicznego w sposób okresowy charakteryzuje się
a)

brakiem przerw w produkcji.

b)

przygotowaniem aparatury, załadunkiem surowców.

c)

mniejszą wielkością aparatury i budynków produkcyjnych.

d)

łatwiejszą mechanizacją czynności.

9.

Na rurociągach zamontowana jest armatura odcinająca i regulacyjna. Bardzo ważną rolę
pełni zawór bezpieczeństwa. Przedstawia go rysunek

a)

b)

c)

d)

10.

Zbiorniki ciśnieniowe przedstawia rysunek

a)

b)

c)

d)

11.

Przemysł chemiczny przyczynianie się m.in. do powstawania „kwaśnych deszczy”
poprzez wydzielanie do atmosfery
a)

pyłów.

b)

metanu.

c)

tlenku węgla.

d)

tlenków siarki i azotu.

12.

W przemyśle chemicznym najczęściej wykorzystuje się energię:
a)

cieplną.

b)

elektryczną.

c)

jądrową.

d)

fotochemiczną.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

13.

Poniższy rysunek oznacza substancję
a)

toksyczną.

b)

łatwopalną.

c)

drażniącą.

d)

niebezpieczną dla środowiska.

14.

Poniższy rysunek oznacza substancję
a)

promieniotwórczą.

b)

wybuchową.

c)

ż

rącą.

d)

zakaźną.

15.

Na etykiecie opakowania zawierającego toluen znajdują się symbole: F, Xn. Oznacza to,
ż

e toluen jest substancją

a)

szkodliwą i łatwopalną.

b)

łatwopalną i toksyczną.

c)

ż

rącą i toksyczną.

d)

ż

rącą i łatwopalną.

16.

Zapis PN-67/C-04500 oznacza
a)

branżową normę.

b)

chemiczną normę.

c)

technologiczną normę.

d)

Polską Normę.

17.

System analityki procesowej IN-LINE charakteryzuje się tym, że
a)

przyrząd pomiarowy jest na stałe zainstalowany w miejscu pobierania próbek;
próbka (przy zachowaniu odpowiedniego reżimu czasowego) jest pobierana
automatycznie i wprowadzana do przyrządu.

b)

przyrząd pomiarowy jest przenoszony na miejsce pobierania próbki; próbka jest
ręcznie wprowadzana do przyrządu.

c)

czujnik przyrządu kontrolno-pomiarowego jest na stałe umieszczony w badanym
medium; informacja o składzie chemicznym roztworu technologicznego uzyskiwana
jest za pomocą sensorów.

d)

próbkę pobiera się zgodnie z obowiązującymi zasadami i po zabezpieczeniu jest ona
transportowana do laboratorium celem przeprowadzenia analizy.

18.

System Zarządzania Jakością oznacza się jako
a)

ISO 9000:2000.

b)

ISO 14001:2004.

c)

OHSAS 18000.

d)

OHSAS 28000.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

19.

Pozostałość po spaleniu benzyny zostawia ślad w postaci pierścienia. Benzyny o małej
zawartości żywic zostawiają jeden, jasny pierścień. Przy większej pierścień jest żółty lub
brązowy, zwiększa się również średnica pierścienia. Po spaleniu 0,5 cm

3

benzyny,

powstał pierścień o średnicy 1 cm co oznacza, że zawartość żywicy wyniosła

Zawartość żywic

mg/100 cm

3

5

10

15

20

25

30

próbka
0,5 cm

3

6–7

8–9

10–11

11–12

12–13

14–15

próbka
1,0 cm

3

średnica

[mm]

9 – 1 0

12–13

14–15

16–17

17–18

19–21

a)

5 mg/100 cm

3

.

b)

10 mg/100 cm

3

.

c)

15 mg/100 cm

3

.

d)

20 mg/100 cm

3

.

W tym celu przeanalizuj dane z powyższej tabeli.

20.

Zasady technologiczne należy stosować we wzajemnym powiązaniu gdyż coś, co jest
korzystne z jednego punktu widzenia może być niekorzystne z drugiego. O tym mówi
zasada
a)

najlepszego wykorzystania aparatury.

b)

najlepszego wykorzystania energii.

c)

najlepszego wykorzystania surowców.

d)

umiaru technologicznego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

KARTA ODPOWIEDZI

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

Stosowanie zasad prowadzenia procesów produkcyjnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

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”

27

TEST 2

Test typu próba pracy do jednostki modułowej „Stosowanie zasad
prowadzenia procesów produkcyjnych”

Proponowany test sumujący jest przeznaczony do przeprowadzenia po zakończonym

procesie kształcenia w module „Stosowanie zasad prowadzenia procesów produkcyjnych”.
Test ma charakter próby pracy i pozwala na ocenę umiejętności uczniów w zakresie:

−

posługiwania się instrukcją,

−

organizacji stanowiska pracy laboratoryjnej,

−

analizy tabel z danymi i wykresów,

−

wykreślenia krzywej składu ziarnowego analizy sitowej.
Test ma charakter sprawdzający, tzn. ukierunkowany jest na porównanie wyników

z założonymi w programie celami kształcenia.

Instrukcja dla nauczyciela
1.

Czas trwania testu 180 minut.

2.

Należy przygotować indywidualne stanowisko pracy dla każdego ucznia.

3.

Zapewnić dostęp do literatury potrzebnej do wykonania zadania.

4.

Omówić z uczniami przebieg testu praktycznego.

5.

Podczas testu nauczyciel pełni rolę obserwatora.

6.

Nauczyciel musi przygotować odczynniki i skalę wzorców.

Odczynniki:
Kwas solny o c HC1 = 0,2 mol/dm

3

Molibdenian amonu - stężony roztwór.
Przygotowanie: 10 g molibdenianu amonu (NH

4

)

2

MoO

4

rozpuścić w 100 cm

3

gorącej wody destylowanej

(80°C), po ostudzeniu przesączyć, dodać 200 cm

3

stężonego roztworu HCI i 100 cm

3

wody destylowanej.

CaHPO

4

·

2H

2

O cz.d.a. — roztwór wzorcowy.

Przygotowanie roztworu wzorcowego:
0,2423g CaHPO

4

·

2H

2

O rozpuścić w 1000 cm

3

wody destylowanej.

Przygotowanie skali wzorców:
Do dwunastu ponumerowanych kolb miarowych o pojemności 100 cm

3

odmierzyć pipetą od 2,5 cm

3

do

50,0 cm

3

roztworu wzorcowego wodoroortofosforanu(V) wapnia. Zawartość kolb uzupełnić roztworem

HCI i dokładnie wymieszać. Z każdej kolbki pobrać 5,0 cm

3

roztworu do oddzielnej probówki, dodać

5,0 cm

3

pięciokrotnie rozcieńczonego roztworu molibdenianu amonu i wymieszać (pałeczką cynową).

Uczeń może maksymalnie otrzymać 18,5 punktów.

Punktacja dla testu

−

test uczeń zaliczy jeśli uzyska 8 punktów,

−

ocena dostateczna 11–13 punktów,

−

ocena dobra 14–16 punktów,

−

ocena bardzo dobra 17–18,5 punktów.

Instrukcja dla ucznia
1.

Przeczytaj uważnie instrukcję.

2.

Zanim przystąpisz do zadania, zaplanuj pracę. Pomoże Ci w tym KARTA PRACY.

3.

Odpowiedzi wpisuj w wyznaczonych miejscach KARTY.

4.

Pracuj samodzielnie.

5.

Po zakończeniu zadania oddaj nauczycielowi KARTĘ PRACY.

6.

Powodzenia.
Na wykonanie zadania masz 180 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Treść zadania

Podstawą procesu technologicznego produkcji superfosfatu jest metoda mokra, polegająca

na roztwarzaniu zmielonych fosforytów lub apatytów w 65% kwasie siarkowym(VI). Jakość
otrzymanego superfosfatu zależy głównie od stopnia zmielenia surowca i stężenia kwasu
siarkowego(VI). W trakcie przygotowywania surowców do zadań kontroli analitycznej
należy: określanie stopnia rozdrobnienia mączki (na ogół metodą analizy sitowej)
i oznaczanie stężenia kwasu siarkowego(VI).

Twoim zadaniem jest:

1.

Dobrać współczynniki reakcji zachodzących podczas otrzymywania superfosfatu.
Określić produkt główny i uboczny.

2.

Przedstawić wyniki analizy ziarnowej surowca w formie krzywej składu ziarnowego
i histogramu i wyciągnąć z tego odpowiednie wnioski.

3.

Określić stężenie kwasu siarkowego (VI) na podstawie podanych gęstości. Wyciągnij
wnioski.

4.

Oznaczyć zawartość przyswajalnych fosforanów w glebie. Wyciągnij wnioski.

Podczas wykonywania zadania wykorzystaj informacje podane w załącznikach.

Załącznik 1

Zakładając, że głównym składnikiem surowca do produkcji superfosfatu jest Ca

3

(PO

4

)

2

,

w procesie technologicznym zachodzą reakcje:

Ca

3

(PO

4

)

2

+ H

2

SO

4

→ CaSO

4

+ H

3

PO

4

Ca

3

(PO

4

)

2

+ H

3

PO

4

→ Ca(H

2

PO

4

)

2

Ca

3

(PO

4

)

2

+ H

2

SO

4

→ CaSO

4

+ Ca(H

2

PO

4

)

2

Załącznik 2

Wykonano analizę sitową zmielonych fosforytów. Do analizy pobrano dwie próbki

o masach 650 g i 700 g. Wyniki przedstawiono w tabelach:

dla 650 g

Numer

kolejny

sita

n

Wymiar

oczek

sita

Masa
pozo-

stałości

m

n

Klasa

ziarnowa

od - do

Frakcja

F

n

Suma

frakcji

f

n

mm

g

mm

%

%

1
2
3
4
5
6
7
8

50
25
15

6
3
1

0,2

denko

70,0
15,0
62,0

208,0
112,0

87,0
57,0
33,0

>50

> 25 do 50
> 15 do 25

> 6 do 15

> 3 do 6

>1 do 3

> 0,2 do 1

do 0,2

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

dla 700 g

Numer

kolejny

sita

n

Wymiar

oczek

sita

Masa
pozo-

stałości

m

n

Klasa

ziarnowa

od - do

Frakcja

F

n

Suma

frakcji

f

n

mm

g

mm

%

%

1
2
3
4
5
6
7
8

50
25
15

6
3
1

0,2

denko

71,0
16,0
60,0

211,0
108,0
105,0

74,0
44,0

>50

> 25 do 50
> 15 do 25

> 6 do 15

> 3 do 6

>1 do 3

> 0,2 do 1

do 0,2

W analizie prowadzonej tą samą metodą i dla próbek tej samej substancji różnice

w dwóch oznaczeniach nie mogą przekraczać wartości podanych w tabeli:

Frakcja F

n

,

%

Różnice,

%

Frakcja F

n

, % Różnice,

%

do 5

0,8

> 50 do 70

3,5

> 5 do 10

1,8

> 70 do 80

3,2

> 10 do 20

2,7

> 80 do 90

2,7

> 20 do 30

3,2

> 90 do 95

1,8

> 30 do 50

3,5

>95

0,8

Jeżeli różnica w wynikach uzyskanych z analizy dwóch próbek we wszystkich pomiarach

mieści się w dopuszczalnych granicach, można wynik końcowy obliczyć jako średnią
arytmetyczną.

Jeżeli straty masy próbek w obydwu przypadkach są mniejsze niż 2%, analizy nie należy

powtarzać.

Załącznik 3

Pobrano trzy próbki kwasu siarkowego(VI), aby określić jego stężenie. W tym celu

dokonano pomiarów gęstości (w temp. 20°C). Otrzymano następujące wyniki:

Próbka

Gęstość

(w temp. 20°C) [g/cm

3

]

1

1,5760

2

1,5762

3

1,5758

W zakładach produkcyjnych często stosuje się takie metody analityczne, w których

rezygnuje się z dużej dokładności oznaczenia na rzecz szybkości wykonania analizy. Do
takich metod należy oznaczanie stężenia kwasu siarkowego(VI) na podstawie pomiaru
gęstości. Istnieje ścisła zależność między gęstością (którą mierzy się w stałych, określonych,
warunkach) roztworów kwasu siarkowego(VI) a zawartością w nich H

2

SO

4

. Dokładność

oznaczenia zależy od sposobu pomiaru gęstości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Tabela gęstości kwasu siarkowego(VI)

Zawartość

H

2

S0

4

[%]

Gęstość

(w temp. 20°C)

[g/cm

3

]

Zawartość

H

2

S0

4

[%]

Gęstość

(w temp. 20°C)

[g/cm

3

]

Zawartość

H

2

S0

4

[%]

Gęstość

(w temp. 20°C)

[g/cm

3

]

1

1,0051

34

1,2515

67

1,5760

2

1,0118

35

1,2599

68

1,5874

3

1,0184

36

1,2684

69

1,5989

4

1,0250

37

1,2769

70

1,6105

5

1,0317

38

1,2855

71

1,6221

6

1,0385

39

1,2941

72

1,6338

7

1,0453

40

1,3028

73

1,6456

8

1,0522

41

1,3116

74

1,6574

9

1,0591

42

1,3205

75

1,6692

10

1,0661

43

1,3294

76

1,6810

11

1,0731

44

1,3384

77

1,6927

12

1,0802

45

1,3476

78

1,7043

13

1,0874

46

1,3569

79

1,7158

14

1,0947

47

1,3663

80

1,7272

15

1,1020

48

1,3758

81

1,7383

16

1,1094

49

1,3854

82

1,7491

17

1,1168

50

1,3951

83

1,7594

18

1,1243

51

1,4049

84

1,7693

19

1,1318

52

1,4148

85

1,7786

20

1,1394

53

1,4248

86

1,7872

21

1,1471

54

1,4350

87

1,7951

22

1,1548

55

1,4453

88

1,8022

23

1,1626

56

1,4557

89

1,8087

24

1,1704

57

1,4662

90

1,8144

25

1,1783

58

1,4768

91

1,8195

26

1,1862

59

1,4875

92

1,8240

27

1,1942

60

1,4983

93

1,8279

28

1,2023

61

1,5091

94

1,8312

29

1,2104

62

1,5200

95

1,8337

30

1,2185

63

1,5310

96

1,8355

31

1,2267

64

1,5421

97

1,8364

32

1,2349

65

1,5533

98

1,8361

33

1,2432

66

1,5646

99

1,8342

Załącznik 4

Oznaczanie zawartości przyswajalnych fosforanów w glebie metodą Kirsanowa polega na

tym, że zawarte w glebie przyswajalne fosforany rozpuszcza się w roztworze HC1 o stężeniu
0,2 mol/dm

3

. Po przesączeniu do przesączu dodaje się roztwór molibdenianu amonu

(NH

4

)

2

MoO

4

,

który

z

kwasem

fosforowym(V)

tworzy

związek

kompleksowy

(MoO

2

·

4MoO

3

)

2

·

H

3

PO

4

·

4H

2

O

barwy

niebieskiej.

Intensywność

zabarwienia

jest

proporcjonalna do zawartości fosforu w badanej próbce.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Zawartość fosforu oznacza się metodą kolorymetryczną na podstawie wizualnego

porównania intensywności uzyskanej barwy z barwami roztworów wzorcowych lub metodą
spektrofotometryczną na podstawie pomiarów absorbancji badanego roztworu i absorbancji
roztworu wzorcowego przy długości fali 610 nm względem ślepej próby (roztwory: HC1
i (NH

4

)

2

MoO

4

). Wynik przelicza się na liczbę miligramów P

2

O

5

zawartego w 100 g gleby i na

tej podstawie określa się potrzebę nawożenia.

Instrukcja wykonanie oznaczenia

Odważyć 5,0 g gleby do kolby stożkowej o pojemności 100 cm

3

i dodać 25,0 cm

3

roztworu HCI. Mieszać w ciągu l min i przesączyć roztwór przez suchy sączek do suchej
zlewki. Odmierzyć do suchej probówki 5,0 cm

3

klarownego przesączu, dodać 5,0 cm

3

pięciokrotnie rozcieńczonego roztworu molibdenianiu amonu i mieszać (cynową pałeczką) do
ustalenia się intensywności barwy. Otrzymaną barwę przyrównać do barw roztworów
wzorcowych i dokonać wizualnej oceny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Karta pracy

Nr

zadania

Rozwiązanie

1

a)

Równania reakcji

b)

Produkt główny

c)

Produkt uboczny

2

a)

Obliczenia

Numer

kolejny

sita

n

Wymiar

oczek

sita

Masa

pozo-

stałości

m

n

Klasa

ziarnowa

od - do

Frakcja

F

n

Suma

frakcji

f

n

mm

g

mm

%

%

1
2
3
4
5
6
7
8

50
25
15

6
3
1

0,2

denko

70,0
15,0
62,0

208,0
112,0

87,0
57,0
33,0

>50

> 25 do 50
> 15 do 25

> 6 do 15

> 3 do 6

>1 do 3

> 0,2 do 1

do 0,2

Numer

kolejny

sita

n

Wymiar

oczek

sita

Masa

pozo-

stałości

m

n

Klasa

ziarnowa

od - do

Frakcja

F

n

Suma

frakcji

f

n

mm

g

mm

%

%

1
2
3
4
5
6
7
8

50
25
15

6
3
1

0,2

denko

71,0
16,0
60,0

211,0
108,0
105,0

74,0
44,0

>50

> 25 do 50
> 15 do 25

> 6 do 15

> 3 do 6

>1 do 3

> 0,2 do 1

do 0,2

b)

Wyniki uśrednione

Numer

kolejny

sita

n

Wymiar

oczek

sita

Frakcja

F

n

Suma

frakcji

f

n

mm

%

%

1
2
3
4
5
6
7
8

50
25
15

6
3
1

0,2

denko

c)

Wykres w formie histogramu

d)

Wykres w formie krzywej składu ziarnowego

e)

Wnioski

3

a)

Stężenie kwasu siarkowego (VI)

Próbka

Gęstość

(w temp. 20°C) [g/cm

3

]

Uśredniona

gęstość

Stężenie

[%]

1

1,5760

2

1,5762

3

1,5758

b)

Wnioski

4

a)

Zawartość przyswajalnych fosforanów w glebie

b)

Wnioski

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Karta oceny

Punkty

Nr

zadania

Rozwiązanie

maksymalna

uzyskana

a)

Równania reakcji

1,5

b)

Produkt główny

1

1

c)

Produkt uboczny

1

a)

Obliczenia

2

b)

Wyniki uśrednione

1

c)

Wykres w formie histogramu

2

d)

Wykres w formie krzywej składu ziarnowego

2

2

e)

Wnioski

1

a)

Stężenie kwasu siarkowego (VI)

2

3

b)

Wnioski

1

a)

Zawartość przyswajalnych fosforanów
w glebie

3

4

b)

Wnioski

1

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

7. LITERATURA

1.

Drewniak A.: Raport Środowiskowy 2005. Polska Izba Przemysłu Chemicznego. 2006

2.

Głodek W.: Automatyka zabezpieczeniowa w przemyśle procesowym – przegląd
unormowań. 2003

3.

Klepaczko-Filipiak B., Łoin J.: Pracownia chemiczna. Analiza Techniczna. WSiP,
Warszawa

4.

Lipińska-Łuczyn E.: Wielkotonażowe Chemikalia Organiczne.2005

5.

Markowski A.: Zapobieganie awariom w zakładach chemicznych. Atest 07/2003

6.

Michalik J.: Zapobieganie poważnym awariom przemysłowym. 1994

7.

Molenda J.: Technologia chemiczna WSiP, Warszawa 1993

8.

Nawrat G.: Przemysł chloro-alkaliczny. 2005

9.

Pikoń J.: Aparatura chemiczna. PWN Warszawa 1978

10.

Norma branżowa BN-72/2200-01

11.

Polska Norma PN-67/C-04500

Adresy internetowe:
12.

www.pg.gda.pl/chem/CEEAM/Dokumenty/CEEAM_ksiazka_polska/spis_tresci.htm

13.

www.isowpraktyce.pl

14.

www.ciop.pl

15.

www.pl.wikipedia.org/wiki/Katastrofa_w_Bhopalu

16.

www.pwsk.pl/

17.

www.mg.gov.pl/Przedsiebiorcy/REACH/

18.

www.carlroth.pl

19.

eko.ch.pw.edu.pl/konslaimzs.doc

20.

www.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/Litwin/zasady%20technologiczne%20litwin.pdf

21.

www.bip.wsse.szczecin.pl/strony/menu/104.dhtml

22.

http://home.agh.edu.pl/~kca/zakj-wyk-pop.pdf

Literatura metodyczna
1.

Pokorski R.: Metoda projektów. Wojewódzki Ośrodek Metodyczny w Opolu.
http://www.wom.opole.pl/zawodowcy/met_projekt.htm

2.

Pokorski R.: Metoda tekstu przewodniego. Wojewódzki Ośrodek Metodyczny w Opolu.
http://www.wom.opole.pl/zawodowcy/met_tekst_%20przewod.htm