„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Urszula Żłobińska

Wytwarzanie sody kalcynowanej
311[31].Z5.05

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].Z5.05

„Wytwarzanie sody kalcynowanej” zawartej 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

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Przykładowe scenariusze zajęć

7

5. Ćwiczenia

13

5.1. Znaczenie produkcji sody metodą Solvaya

13

5.1.1. Ćwiczenia

13

5.2. Wypalanie wapieni, oczyszczanie solanki

15

5.2.1. Ćwiczenia

15

5.3. Proces karbonizacji solanki amoniakalnej

17

5.3.1. Ćwiczenia

17

5.4. Filtracja i kalcynacja bikarbonatu, regeneracja amoniaku

19

5.4.1. Ćwiczenia

19

5.5. Zagrożenia dla środowiska związane z przemysłem sodowym

21

5.5.1. Ćwiczenia

21

6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

24

7. Literatura

38

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela „Wytwarzanie sody kalcynowanej”,

który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie
technik technologii chemicznej 311[31].

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne,

−

wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

propozycje ćwiczeń, które mają na celu ukształtowanie umiejętności praktycznych,
uczniów,

−

wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki,

Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze

szczególnym uwzględnieniem:

−

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, zawierającym różnego rodzaju
zadania oraz przeprowadzić test praktyczny wysoko symulowany.

W tym rozdziale podano do testu:

−

plan testu w formie tabelarycznej,

−

punktację zadań,

−

propozycje norm wymagań,

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę odpowiedzi,

−

zestaw zadań testowych.

Test praktyczny wysoko symulowany zawiera:

−

plan testu w formie tabelarycznej,

−

punktację zadań,

−

propozycje norm wymagań,

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę pracy,

−

kartę oceny.

„

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, np. Kart charakterystyki substancji
niebezpiecznych i preparatu niebezpiecznego, katalogów handlowych, opisów
technologicznych,

–

posługiwać się poprawną nomenklaturą i symboliką chemiczną,

–

posługiwać się pojęciami: przemiana fizyczna i chemiczna, efekt energetyczny reakcji,

–

zapisywać równania reakcji chemicznych,

–

stosować nazwy, symbole i jednostki miar różnych układów,

–

wymieniać zastosowania operacji jednostkowych, takich jak: absorpcja, filtracja,

–

określać budowę i zasadę działania aparatów do operacji jednostkowych, takich jak:
absorpcja, filtracja,

–

korzystać z reguły przekory,

–

przewidywać, jak zmieni się położenie stanu równowagi po zmianie stężenia i ciśnienia
reagentów, po ogrzaniu lub ochłodzeniu układu dla podanej reakcji odwracalnej,

–

określać wpływ zmian temperatury, ciśnienia i stężenia na szybkość reakcji chemicznej
w układach homogenicznych i heterogenicznych,

–

konstruować schematy ideowe z zastosowaniem typowych oznaczeń,

–

stosować technikę komputerową w sporządzaniu schematów ideowych,

–

podawać przykłady zastosowań zasad technologicznych i ich interpretację.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:

–

określić zastosowanie sody kalcynowanej,

–

wyjaśnić chemizm produkcji sody kalcynowanej,

–

posłużyć się schematem ideowym produkcji sody kalcynowanej metodą Solvaya,

–

określić surowce stosowane w metodzie Solvaya,

–

scharakteryzować przebieg procesów wypalania wapienia w piecu szybowym oraz
gaszenia wapna palonego,

–

scharakteryzować przebieg procesu oczyszczania solanki metodą sodowo-wapienną,

–

wyjaśnić rolę amoniaku jako reagenta pomocniczego,

–

scharakteryzować pracę absorbera w procesie absorpcji amoniaku,

–

określić budowę i zasadę działania kolumny karbonizacyjnej,

–

scharakteryzować przebieg procesu filtracji i kalcynacji wodorowęglanu sodu,

–

scharakteryzować przebieg procesu regeneracji amoniaku z ługu pofiltracyjnego metodą
termiczną i chemiczną,

–

posłużyć się instrukcjami ruchowymi aparatów i urządzeń stosowanych w procesach
produkcji sody,

–

określić wpływ parametrów na przebieg procesów absorpcji, karbonizacji, filtracji
i kalcynacji,

–

zaprojektować sposób kontroli parametrów wybranych procesów produkcji sody
kalcynowanej,

–

określić wpływ procesów wytwarzania sody kalcynowanej na środowisko,

–

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 sody kalcynowanej 311[31].Z5.05

Temat: Analiza budowy i zasady działania pieca szybowego.

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności dokonywania analizy budowy i zasady działani pieca

w procesie wypalania wapienia.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

−

zapisać równania reakcji zachodzących w piecu szybowym z uwzględnieniem efektu
energetycznego,

−

opisać budowę i zasadę działania pieca z podmuchem,

−

wskazać armaturę i urządzenia załadowcze i wyładowcze,

−

scharakteryzować przebieg procesu wypalania wapienia,

−

dobrać parametry techniczne przebiegu procesu wypalania,

−

podać warunki decydujące o dobrej pracy pieca, zasady prowadzenia ruchu.

Metody nauczania – uczenia się:

−

ćwiczenia uczniowskie z elementami dyskusji dydaktycznej.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

indywidualna.

Czas: 45 minut.

Środki dydaktyczne:

−

schemat przekroju pieca,

−

materiał nauczania z punktu 4.2.1 (Poradnik dla ucznia).

Przebieg zajęć:

Zadanie dla ucznia:
Dokonaj analizy budowy i zasady działania pieca szybowego w procesie wypalania wapienia.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Harmonogram prac

Działania

Lp.

Nazwa

etapu

nauczyciela

uczniów

1. Informacje

- prezentuje schemat przekroju pieca

szybowego,

- podaje, jakie informacje należy odszukać

i wybrać: konstrukcja pieca, materiały
konstrukcyjne, urządzenia załadowcze
i wyładowcze, parametry procesu w strefie
wypalania i chłodzenia, warunki decydujące
o prawidłowej pracy pieca, równania reakcji
zachodzących w piecu szybowym
z uwzględnieniem efektu energetycznego.

- obserwują

i sporządzają
notatki

2. Planowanie

- podaje sposób przedstawienia wybranych

informacji,

- podaje czas na wykonanie zadania, ok.

20 minut.

- planują sposób

odszukania,
wybrania,
przedstawienia
informacji

3. Ustalenia

- analizuje kolejność czynności

zaplanowanych przez uczniów,

- wspólne z uczniami ustala kryteria oceny

zadania.

- dyskutują nad

ustalonym
planem,

- wspólnie

ustalają
kryteria oceny

4. Wykonanie

- czuwa nad prawidłowym przebiegiem

wykonywania zadania.

- wykonują

zadanie,
zapisują
potrzebne
informacje

5. Sprawdzenie - ocenia wykonanie zadania zgodnie

z przyjętymi kryteriami,

- wskazuje nieprawidłowości wykonania

poszczególnych czynności.

- dokonują

samooceny

6. Analiza

Zadaje pytanie uczniom:
1. Co sprawiło Ci największą trudność przy
wykonywaniu zadania?
2. Gdzie tkwi przyczyna wystąpienia tej

trudności?

- odpowiadają

na pytania

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Kryteria oceny

Lp.

Czynności

Kryterium oceny

Punktacja

1.

Przygotowanie

Poprawne:
- wybranie informacji

1

2

Wykonanie zadania

Poprawne:

- zapisanie równań reakcji zachodzących

w piecu szybowym z uwzględnieniem
efektu energetycznego,

- opisanie budowy pieca,
- opisanie zasady działania pieca,
- wskazanie urządzeń załadowczych

i wyładowczych,

- scharakteryzowanie przebiegu procesu

wypalania wapienia, wskazanie strefy
wypalania, strefy chłodzenia,

- dobranie parametrów technicznych

przebiegu procesu wypalania,

- wskazanie zasad prowadzenia ruchu

1

1
1
1

2

1

1

Razem:

9

Punktacja:
9 – 8 punktów – ocena bardzo dobry,
7 punktów – ocena dobry,
6 punktów – ocena dostateczny,
5 – 4 punkty – ocena dopuszczający,
poniżej 3 punktów – ocena niedostateczny.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Określić przeznaczenie produktów procesu wypalania wapienia w piecu szybowym.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć i zdobytych
umiejętności

„

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 sody kalcynowanej 311[31].Z5.05

Temat: Analiza zagrożeń środowiska i stanowisk pracy, związanych z przemysłem

sodowym.

Cel ogólny: kształtowanie umiejętności analizowania zagrożeń wynikających z właściwości

niebezpiecznych substancji stosowanych w procesie produkcji sody kalcynowanej.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi:

−

ocenić zagrożenia dla środowiska wynikające z właściwości niebezpiecznych substancji
stosowanych w procesie produkcji sody,

−

ocenić zagrożenia na stanowiskach pracy,

−

ustalić zasady bezpiecznej pracy na poszczególnych stanowiskach,

−

wskazać sposoby zagospodarowania odpadów stałych i ścieków w procesie produkcji
sody kalcynowanej,

−

przedstawić metody oczyszczania gazów odlotowych.

−

sporządzić raport,

−

zaprezentować projekt,

−

wziąć udział w dyskusji,

−

wyciągnąć wnioski,

−

cenić ćwiczenie.

Metody nauczania–uczenia się:

−

metoda projektów,

−

dyskusja dydaktyczna.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

grupowe

Czas: 45 min na wprowadzenie do projektu, 45 min na prezentację projektu.

Projekt będzie wykonywany przez uczniów w czasie pozalekcyjnym w ciągu jednego
miesiąca.

Środki dydaktyczne:

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

strony internetowe, np. www.wrzesnia.com.pl/instrukcje bhp.html, www.ciop.pl/html,

−

Karty charakterystyki substancji i preparatów niebezpiecznych,

−

materiał nauczania, p. 4.5.1 (Poradnik dla ucznia),

−

literatura z rozdziału 7,

−

dodatkowo do prezentacji, zgodnie z zapotrzebowaniem uczniów.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Przebieg zajęć:

Czynności

Lp.

Fazy

przygotowania

projektu

nauczyciela

uczniów

1. Wprowadzenie

do tematu z
zasugerowaniem
czynności do
rozwiązania

- podaje informacje niezbędne do
zapoznania uczniów
z problematyką ochrony
środowiska i bezpieczeństwa
pracy w przemyśle sodowym,
- podaje literaturę.

- tworzą zespoły,
- zadają pytania dotyczące
tematyki przyszłych
projektów.

2. Sformułowanie

tematów
i ustalenie
zakresu
projektów

- wyjaśnia zasadę metody
projektów,
- ustala formę projektów, czas
prezentacji i kryteria ocen,
- ustala terminy konsultacji.

- wybierają tematy przyszłych
projektów,
- opracowują plan działania.

3. Realizacja

projektów

- odpowiada na pytania uczniów
związane z realizacją projektów,
- czuwa nad zaplanowanym
przebiegiem ich realizacji.

- studiują literaturę,
- uczestniczą w konsultacjach,
- piszą sprawozdanie,
- opracowują zebrany materiał
oraz formę prezentacji.

4. Prezentacja

projektów

- ustala kolejność prezentacji przez
poszczególne zespoły
uczniowskie,
- prowadzi dyskusję po
przedstawieniu projektu,
- ocenia projekty, uwzględniając
opinie wypowiedziane podczas
dyskusji,
- dokonuje podsumowania
wykonanych zadań,
- zadaje pracę domową.

- prezentują swoje projekty,
- po prezentacji odpowiadają na
pytania kolegów,
- pozostali uczniowie
sporządzają notatki
z ważniejszych treści
zawartych
w projekcie,
- oceniają projekt kolegów.

Czas prezentacji projektów – każda grupa 10 minut.

Forma projektów – plakat, foliogramy, prezentacja komputerowa, raport.

Kryteria oceny projektu:

−

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

Proponowane tematy projektów:

1. Zagospodarowanie odpadów stałych i ścieków z produkcji sody.
2. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego gazami odlotowymi pochodzącymi

z procesu produkcji sody kalcynowanej oraz sposoby ich oczyszczania.

3. Analiza zagrożeń na wybranych stanowiskach pracy, zasady ustalanie bezpiecznej pracy

na tych stanowiskach.

INSTRUKCJA WYKONANIA PROJEKTU

Celem projektu jest analiza zagrożeń środowiska, wynikających z właściwości substancji

stosowanych w przemyśle sodowym oraz na stanowiskach pracy w zakładach przemysłu
sodowego.
1. Projekt będziecie realizować w trzy- lub czteroosobowych grupach w ciągu miesiąca.
2. Podzielcie się na trzy grupy i wybierzcie lidera, który będzie odpowiadał za podział

zadań w grupie, czuwał nad prawidłowym przebiegiem pracy i informował nauczyciela
o postępach.

3. Wybierzcie jeden z poniższych tematów:

−

Zagospodarowanie odpadów stałych i ścieków z produkcji sody.

−

Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego gazami odlotowymi pochodzącymi
z procesu produkcji sody kalcynowanej oraz sposoby ich oczyszczania.

−

Analiza zagrożeń na wybranych stanowiskach pracy, zasady ustalania bezpiecznej
pracy na tych stanowiskach.

4. Wszyscy powinniście uwzględnić następujące informacje:

−

rodzaje surowców głównych i pomocniczych oraz produktów głównych
i ubocznych w procesie produkcji sody metodą Solvaya,

−

zagrożenia wynikające z właściwości niebezpiecznych substancji w procesie
produkcji sody.

5. Opracujcie dokładny plan działania.
6. Zaplanujcie, w jakiej formie zaprezentujecie zebrany materiał.
7. Przedstawcie sprawozdanie z realizacji projektu w terminie określonym w kontrakcie.
8. Sprawozdanie powinno zawierać:

−

stronę tytułową ( temat i autorzy),

−

streszczenie projektu,

−

wnioski,

−

zakres obowiązków i zaangażowanie każdego z członków grupy,

−

bibliografię,

−

załączniki.

9. Każda grupa otrzyma 10 minut na prezentację swojego projektu.
10. Projekt będzie oceniany wg następujących kryteriów:

−

sposób prezentacji: poprawność językowa, technika prezentacji, komunikatywność,
wykorzystanie czasu prezentacji,

−

estetyka wykonania projektu,

−

stopień uzyskania zamierzonych celów,

−

prawidłowość treści,

−

pracowitość i zaangażowanie członków grupy.

11. Ostateczna ocena uwzględniać będzie opinie uczniów podczas dyskusji nad projektem.

Życzę ciekawych rozwiązań, dobrej współpracy w grupie i jak najlepszych ocen.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

5. ĆWICZENIA

5.1. Znaczenie produkcji sody metodą Solvaya

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj chemizm procesu produkcji sody metodą Solvaya.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapisać równania reakcji zachodzących w procesie produkcji sody metodą Solvaya,
2) uzasadnić stosowanie nazwy „amoniakalna” do sody produkowanej metodą Solvaya,
3) wymienić, na podstawie równań reakcji podstawowe surowce w produkcji sody

kalcynowanej,

4) wymienić surowce pomocnicze,
5) wymienić zalety metody Solvaya, w porównaniu do wcześniej stosowanych metod

produkcji sody, np. ze względu na stan skupienia surowców, reagentów, produktów
możliwość transportu rurociągami,

6) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

dyskusja dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

materiał nauczania z punktu 4.1.1 (Poradnik dla ucznia),

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Korzystając z uproszczonego schematu technologicznego, dokonaj analizy pracy

wytwórni sody kalcynowanej.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować dla uczniów schematy technologiczne wytwórni sody kalcynowanej na
arkuszach A4 lub wykorzystać program komputerowy z symulacją wytwórni sody
kalcynowanej.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zaznaczyć na schemacie węzły zintegrowane obejmujące:

−

I wypalanie wapienia i gaszenie CaO,

−

II oczyszczanie solanki i absorpcję amoniaku,

−

III karbonizację i kalcynację,

−

IV regenerację amoniaku,

2) na schemacie odszukać i nazwać podstawowe aparaty i urządzenia w każdym węźle,
3) wymienić procesy jednostkowe zachodzące w poszczególnych węzłach zintegrowanych

procesu technologicznego produkcji sody kalcynowanej,

4) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

dyskusja dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

uproszczony schemat technologiczny na arkuszu lub symulacja komputerowa produkcji
sody metodą Solvaya,

−

materiał nauczania z punktu 4.1.1 (Poradnik dla ucznia),

−

literatura z rozdziału 7.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

5.2. Wypalanie wapieni, oczyszczanie solanki

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy budowy i zasady działania pieca szybowego do wypalania wapienia.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować schemat przekroju pieca.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać informacje o budowie pieca, konstrukcji, materiałach,
2) ustalić armaturę, wskazać urządzenia załadowcze i wyładowcze,
3) wskazać strefę wypalania, strefę chłodzenia,
4) zapisać równania reakcji zachodzących w piecu,
5) dobrać parametry techniczne przebiegu procesu wypalania,
6) podać warunki decydujące o dobrej pracy pieca, zasady prowadzenia ruchu,
7) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia uczniowskie z elementami dyskusji dydaktycznej.

Środki dydaktyczne:

−

schemat przekroju pieca,

−

materiał nauczania z punktu 4.2.1 (Poradnik dla ucznia),

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj przebieg procesu oczyszczania solanki.

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

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) uzasadnić celowość prowadzenia procesu oczyszczania solanki,
2) zaproponować roztwory substancji stosowanych do oczyszczania solanki metodą

sodowo-wapienną,

3) zapisać równania obrazujące proces oczyszczania solanki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

dyskusja dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

materiał nauczania z punktu 4.2.1 (Poradnik dla ucznia),

−

literatura z rozdziału 7.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

5.3. Proces karbonizacji solanki amoniakalnej

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy budowy, zasady działania i zasad prowadzenia ruchu kolumny

absorpcyjnej amoniaku.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować rysunek – przekrój kolumny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) scharakteryzować budowę kolumny absorpcyjnej,
2) scharakteryzować ruch cieczy i gazu w kolumnie absorpcyjnej,
3) określić optymalne parametry pracy kolumny,
4) określić najważniejsze zasady prowadzenia ruchu w kolumnie absorpcyjnej,
5) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesie absorpcji amoniaku,
6) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

dyskusja dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

materiał nauczania punkt 4.3.1 (Poradnik dla ucznia),

−

komputer z oprogramowaniem umożliwiającym sporządzanie schematów,

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy budowy, zasady działania i zasad prowadzenia ruchu kolumn

karbonizacyjnych.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować schemat przekroju kolumny karbonizacyjnej, półki passetowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) scharakteryzować budowę kolumny karbonizacyjnej,
2) zapisać równania reakcji zachodzących w procesie karbonizacji,
3) scharakteryzować ruch cieczy i gazu w kolumnie, działanie półki passetowej,
4) określić optymalne parametry pracy kolumn karbonizacyjnych,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

5) scharakteryzować wpływ zmian parametrów na przebieg karbonizacji,
6) podać przykłady wzajemnego wpływu pracy różnych węzłów produkcji sody,
7) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji,
8) zaprezentować zebrane informacje, wziąć udział w dyskusji,
9) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego, praca w grupach po 3–4 osoby.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

schematy przekrojów kolumny karbonizacyjnej i półki passetowej,

−

komputer z oprogramowaniem umożliwiającym sporządzanie schematów,

−

materiał nauczania punkt 4.3.1 (Poradnik dla ucznia),

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj sposób kontroli i sterowania procesem karbonizacji.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
podzielić uczniów na grupy kilkuosobowe i przydzielić zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dobrać rodzaje oznaczeń i pomiarów parametrów najistotniejszych w kontroli procesu

absorpcji amoniaku, np.:

−

pomiary: temperatury, ciśnienia,

−

oznaczenia: stężenia roztworów, stosunku NaCl do NH

3

,

2) dobrać oznaczenia i pomiary parametrów w celu kontroli i sterowania procesem

karbonizacji, np.:

−

pomiary: ciśnienia i temperatury,

−

oznaczenia: stężeń roztworów i gazów, zawartości poszczególnych składników,
stopnia przereagowania,

3) zaproponować warunki bhp podczas poboru próbek, pomiarów i na stanowisku pracy

w procesie karbonizacji,

4) sporządzić dokumentację opisową i szkice określające miejsca poboru próbek.

Zalecane metody nauczania – uczenia się:
– metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

instrukcje ruchowe aparatów i urządzeń stosowanych w procesie karbonizacji,

−

instrukcje bhp odpowiednich stanowisk,

−

materiał nauczania punkt 4.3.1 (Poradnik dla ucznia), literatura z rozdziału 7.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

5.4. Filtracja i kalcynacja bikarbonatu, regeneracja amoniaku

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy wpływu zmian parametrów filtracji, kalcynacji i regeneracji amoniaku

na cały proces produkcyjny sody metodą Solvaya.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
przygotować instrukcje ruchowe, podzielić uczniów na 3 grupy tematyczne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić warunki optymalnej pracy (ruchu) urządzeń w procesach,
2) przeanalizować możliwe przyczyny zmian parametrów procesów filtracji, kalcynacji,

regeneracji amoniaku,

3) ustalić wpływ zmiany parametrów procesów filtracji, kalcynacji i regeneracji amoniaku

na pracę innych węzłów produkcji sody,

4) podać przykłady zastosowania zasad technologicznych w procesach filtracji, kalcynacji,

regeneracji amoniaku,

5) przeprowadzić dyskusję, wyciągnąć wnioski,
6) sporządzić sprawozdanie zawierające powyższe informacje.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

dyskusja dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

materiał nauczania z punktów 4.4.1, 4.3.1, 4.2.1, (Poradnik dla ucznia)

−

instrukcje ruchowe wybranych urządzeń, np. kolumny regeneracyjnej amoniaku, filtra
próżniowego obrotowego, kolumn karbonizacyjnych.

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Zidentyfikuj zintegrowane węzły technologiczne na fotografiach zakładów sodowych.

Wskazówki do realizacji:

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia, nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Przygotować fotografie zakładów sodowych lub zorganizować wycieczkę dydaktyczną do
wybranych zakładów sodowych, np. do Inowrocławia, Janikowa, Krakowa. W programie
wycieczki należy uwzględnić zwiedzanie linii technologicznej, zapoznanie z instrukcjami
ruchowymi, sterowaniem procesów technologicznych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) podać podział na węzły zintegrowane procesu produkcji sody metodą Solvaya,
2) rozpoznać na podstawie kształtów aparatów i ich wzajemnego położenia wybrane węzły.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego,

−

wycieczka dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

fotografie zakładów sodowych,

−

uproszczony schemat technologiczny na arkuszu lub symulacja komputerowa produkcji
sody metodą Solvaya,

−

literatura z rozdziału 7.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

5.5. Zagrożenia dla środowiska związane z przemysłem sodowym

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sporządź bilans materiałowy i energetyczny procesów wytwarzania sody kalcynowanej.

Przykładowe dane do obliczeń:

1. Zużycie surowców i energii na 1 t sody kalcynowanej wyprodukowanej metodą Solvaya

wynosi:

−

solanka oczyszczona (310 g NaCl/dm

3

), 5,0 m

3

−

woda amoniakalna (25% NH

3

), 10,0 kg

−

kamień wapienny (100% CaCO

3

), 1100 kg

−

koks (o wartości opałowej 29,3·10

3

kJ/kg) 90 kg

−

woda, 75 m

3

2. Wielkość produkcji sody kalcynowanej wynosi 500 t/rok

3. Wydajność procesu produkcji sody w stosunku do NaCl wynosi 70–75 %

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

i technikę wykonania ćwiczenia, przygotować schematy ideowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) obliczyć ilość produktu, mając podaną ilość surowca NaCl w kg chlorku sodu lub w m

3

solanki oczyszczonej o podanym stężeniu NaCl,

2) obliczyć ilość nieprzereagowanego NaCl, mając podaną masę wyjściową surowca

i wydajność procesu produkcji sody,

3) obliczyć wydajność oddziału karbonizacji, mając podaną ilość poddanej reakcji NaCl

w postaci solanki oraz ilość NaHCO

3

, np. w postaci osadu o określonej wilgotności

(15%),

4) obliczyć zużycie jednostkowe (na 1 kg sody) energii i surowców,
5) obliczyć zapotrzebowanie surowców i energii dla określonej wielkości produkcji sody,
6) obliczyć potrzebną ilość koksu o podanej wyżej wartości opałowej, do wypalenia 1000 kg

wapienia

(100%

CaCO

3

),

wiedząc,

że entalpia reakcji rozkładu wynosi

164 kJ/mol CaCO

3

.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

−

tekst przewodni do wykonania zadania,

−

układ okresowy pierwiastków,

−

kalkulator,

−

literatura z rozdziału 7.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy zagrożeń dla środowiska i na stanowisku pracy, związanych

z przemysłem sodowym.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
podzielić uczniów podział na grupy 3–4-osobowe, przygotować Karty charakterystyki
substancji i preparatów niebezpiecznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wykonać projekt na jeden z wybranych tematów:

−

zagospodarowanie odpadów stałych i ścieków z produkcji sody,

−

zagrożenia zanieczyszczenia powietrza i metody zapobiegania zanieczyszczeniom,

−

analiza zagrożeń na wybranych stanowiskach pracy, zasady bhp,

2) sporządzić raport,
3) zaprezentować projekt,
4) wziąć udział w dyskusji,
5) wyciągnąć wnioski,
6) ocenić ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda projektów, dyskusja.

Środki dydaktyczne:

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

strony internetowe, np. www.wrzesnia.com.pl/instrukcje bhp.html, www.ciop.pl/html,

−

Karty charakterystyki substancji i preparatów niebezpiecznych,

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj schemat ideowy bezpośrednich i pośrednich powiązań między produkcją

sody kalcynowanej, NaOH, chloru i związków chloroorganicznych.

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,
podzielić uczniów podział na grupy 3–4-osobowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wykonać projekt w postaci schematów ideowych oraz krótkich opisów technologicznychna

jeden z wybranych tematów:

−

produkcja NaOH i chloru z NaCl,

−

produkcja związków chloroorganicznych z użyciem chloru,

−

wykorzystanie NaCl w produkcji sody,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

2) przygotować raport,
3) zaprezentować projekt,
4) wspólnie z innymi grupami sporządzić schemat ideowy obejmujący powiązania między

produkcją chloru, sody kalcynowanej, NaOH i związków chloroorganicznych,

5) wyciągnąć wnioski,
6) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda projektów

Środki dydaktyczne:

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu oraz oprogramowaniem,
umożliwiającym sporządzanie schematów,

−

literatura z rozdziału 7,

−

Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 1 i 2.
WNT, Warszawa 2000.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test do jednostki modułowej „Wytwarzanie sody kalcynowanej”.

Test składa się z 20 zadań, z których:

−

zadania 1, 3, 2, 5, 7, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 4, 8, 9, 11, 19, 20 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 8 zadań z poziomu podstawowego,

-

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,

-

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu ponadpodstawowego,

-

bardzo dobry – za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 6 z poziomu

ponadpodstawowego,

Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. b, 3. d, 4. c, 5. a, 6. c, 7. c, 8. a, 9. d, 10. c, 11. a,
12. c, 13. d, 14. d, 15. a, 16. d, 17. d, 18. a, 19. c, 20. b

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1.

Wskazać kolejność etapów produkcji
sody

B

P

b

2.

Określić podstawowe surowce
do produkcji sody

B

P

b

3. Podać wzór sody oczyszczonej

B

P

d

4.

Określić temperaturę wypalania
wapienia w piecu szybowym

C

PP

c

5.

Podać wzór substancji zwanej
„wapnem palonym”

B

P

a

6.

Wskazać jony usuwane z solanki
podczas jej oczyszczania

B

P

c

7.

Podać temperaturę solanki
amoniakalnej kierowanej do
karbonizacji

A

P

c

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Nr

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

8.

Podać ciśnienie panujące w kolumnie
absorpcyjnej amoniaku

C

PP

a

9.

Podać ciśnienie panujące w kolumnie
karbonizacyjnej

C

PP

d

10.

Podać produkt karbonizacji otrzymany
w postaci zawiesiny

A

P

c

11.

Wskazać proces endoenergetyczny
występujący w procesie produkcji sody

C

PP

a

12.

Uzupełnić równanie reakcji chemicznej
procesu regeneracji amoniaku

B

P

c

13.

Wskazać surowce pomocnicze
w produkcji sody

B

P

d

14.

Uzupełnić równanie reakcji chemicznej
procesu karbonizacji

B

P

d

15.

Uzupełnić równanie reakcji chemicznej
procesu oczyszczania kolumny
karbonizacyjnej

B

P

a

16.

Ustalić szkodliwość amoniaku dla
zdrowia ludzkiego

B

P

d

17.

Odczytać z tabeli rozpuszczalność CO

2

w wodzie

B

P

d

18.

Wskazać warunki lokalizacji zakładu
produkującego sodę

A

P

a

19.

Oszacować ilość surowca
pomocniczego do produkcji sody

C

PP

c

20.

Obliczyć ilość produktu otrzymanego
w produkcji sody

C

PP

b

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Przebieg testowania

INSTRUKCJA DLA NAUCZYCIELA

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

wyprzedzeniem.

2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na takie typy zadań testowych,

jakie będą w teście.

5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).
6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy.
7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony

na udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru
dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).
9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które

sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
14. 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 dotyczących wytwarzania sody kalcynowanej. Są to zadania

wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Prawidłową odpowiedź

zaznacz X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Trudności mogą przysporzyć Ci
zadania: 8, 13, 14, 19, 20, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.

8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia

Materiały dla ucznia:

-

instrukcja,

-

zestaw zadań testowych,

-

karta odpowiedzi.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Produkcja sody kalcynowanej przebiega etapowo, w następującej kolejności:

a) kalcynacja, absorpcja amoniaku, karbonizacja
b) absorpcja amoniaku, karbonizacja, kalcynacja
c) karbonizacja, kalcynacja, absorpcja amoniaku
d) karbonizacja, absorpcja amoniaku, kalcynacja

2. Podstawowymi surowcami w produkcji sody amoniakalnej są:

a) solanka, amoniak
b) wapień, solanka
c) solanka, mleko wapienne
d) amoniak, wapno palone

3. Wzór chemiczny substancji stosowanej, między innymi, do celów spożywczych,

o nazwie „soda oczyszczona” to:
a) (NH

4

)

2

CO

3

b) Na

2

CO

3

c) NaOH
d) NaHCO

3

4. Proces wypalania wapienia prowadzi się w temperaturze:

a) 700–900

°

C

b) 900–1000

°

C

c) 1000–1100

°

C

d) 1100–1300

°

C

5. Wzór chemiczny substancji zwanej „wapnem palonym” to:

a) CaO
b) CaCl

2

c) CaCO

3

d) Ca(OH)

2

6. Oczyszczanie solanki prowadzi się głównie w celu usunięcia jonów:

a) K

+

, SO

4

2-

b) Ba

2+

, Na

+

c) Ca

2+

, Mg

2+

d) Fe

3+

, CO

3

2-

7. Solanka po absorpcji amoniaku, kierowana do karbonizacji właściwej, powinna mieć

temperaturę około:
a) 60

°

C

b) 45

°

C

c) 35

°

C

d) 25

°

C

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

8. W kolumnie absorpcyjnej amoniaku panuje ciśnienie:

a) 0,05 MPa
b) 0,10 MPa
c) 0,15 MPa
d) 0,20 MPa

9. Proces karbonizacji solanki amoniakalnej w kolumnie karbonizacyjnej przebiega pod

ciśnieniem:
a) 0,05 MPa
b) 0,10 MPa
c) 0,15 MPa
d) 0,20 Mpa

10. Produktem karbonizacji, który otrzymuje się w postaci zawiesiny jest:

a) Na

2

CO

3

b) NaOH
c) NaHCO

3

d) NH

4

HCO

3

11. Reakcją endoenergetyczną jest proces:

a) kalcynacji
b) karbonizacji
c) absorpcji NH

3

d) gaszenia wapna

12. Metoda chemiczna regeneracji amoniaku z ługu pofiltracyjnego polega na rozkładzie:

a) (NH

4

)

2

CO

3

b) NH

4

HCO

3

c) NH

4

Cl

d) NH

3aq

13. Surowcami pomocniczymi w produkcji sody są:

a) CaCO

3

, NH

3

b) CO

2

, H

2

O

c) CaCO

3

, NaCl

d) NH

3

, H

2

O

14. Jaką substancję, oznaczoną symbolem X, otrzymuje się w wyniku procesu karbonizacji,

opisanego poniższym równaniem reakcji:

NaCl + NH

3

+ CO

2

+H

2

O NaHCO

3

+ X

a) NH

3aq

b) (NH

4

)

2

CO

3

c) NH

4

HCO

3

d) NH

4

Cl

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

15. „Płukanie” kolumny karbonizacyjnej co kilka dni jest jednym z wymagań prowadzenia

ruchu, aby zapobiec „zarastaniu kolumny”.
Jaka substancja oznaczona symbolem X bierze udział w procesie oczyszczania kolumny
karbonizacyjnej, opisanym poniższym równaniem:
2NaHCO

3

+ 2X Na

2

CO

3

+ (NH

4

)

2

CO

3

a) NH

3

b) NH

4

Cl

c) NaCl
d) NH

4

HCO

3

16. Wodny stężony roztwór amoniaku, zgodnie z Kartą charakterystyki substancji

niebezpiecznej, jest oznaczony zwrotami R 23, R 34 i R 50, a amoniak bezwodny –
zwrotami: R 10, R 23, R 34, R 50.

Numer

zwrotu R

Opis zagrożenia

Numer

zwrotu R

Opis zagrożenia

R 10

Substancja łatwo palna

R 37

Działa drażniąco na drogi

oddechowe

R 23

Działa toksycznie przez

drogi oddechowe

R 38

Działa drażniąco na skórę

R 34

Powoduje oparzenia

R 50

Działa bardzo toksycznie na

organizmy żywe

R 36

Działa drażniąco na oczy

R

36/37/38

Dział drażniąco na oczy, drogi

oddechowe i skórę

Amoniak jest niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego ponieważ:

a) działa bardzo toksycznie na organizmy żywe
b) działa drażniąco na oczy, drogi oddechowe i skórę
c) stwarza poważne zagrożenie dla układu oddechowego
d) działa toksycznie przez drogi oddechowe, powoduje oparzenia

17. Rozpuszczalność CO

2

w wodzie zmienia się z temperaturą zgodnie z danymi zawartymi

w tabeli:

Temperatura [

0

C]

0

20

40

60

80

Rozpuszczalność CO

2

[g/100 g H

2

O]

0,335

0,167

0,097

0,058

0,027

Rozpuszczalność CO

2

w wodzie jest największa w temperaturze:

a) 80

0

C

b) 60

0

C

c) 20

0

C

d) 0

0

C

18. Zakłady sodowe są lokalizowane w pobliżu:

a) złóż soli kamiennej
b) złóż wapienia
c) wytwórni amoniaku
d) zbiorników wodnych

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

19. Ilość amoniaku potrzebnego do produkcji sody kalcynowanej w ciągu roku, przy

założeniu zdolności produkcyjnej 500 000 t/rok i zużyciu jednostkowym 2 kg/t sody
wynosi:
a) 100 t
b) 500 t
c) 1000 t
d) 5000 t

20. W procesie produkcji sody, przy wydajności procesu karbonizacji 70%, użyto 1000 kg

soli w postaci solanki. Oblicz, jaką ilość NaHCO

3

otrzymano (M

NaCl

= 58,5 g/mol,

M

NaHCO

3

=

84 g/mol):

a) 750 kg
b) 1000 kg
c) 1300 kg
d) 1500 kg

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

KARTA ODPOWIEDZI

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

Wytwarzanie sody kalcynowanej.

Zakreśl poprawną odpowiedź,wpisz brakujące części zdania lub wykonaj rysunek.

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”

32

Test

praktyczny

wysoko

symulowany

do

jednostki

modułowej

„Wytwarzanie sody kalcynowanej”

Zadanie dla ucznia:
Dokonaj analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej.

Plan testu

Lp.

Nazwa czynności

Liczba punktów

możliwych do

uzyskania

1.

Zapisanie równanie reakcji karbonizacji

poprawny zapis równania reakcji (1 pkt)
zaznaczenie odwracalności reakcji (1 pkt)

2

Wykonanie schematu przekroju kolumny karbonizacyjnej

11

– wykonanie szkicu przekroju kolumny karbonizacyjnej

zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt)
wyróżnienie części kolumny niechłodzonej i chłodzonej wodą (1 pkt)
rozmieszczenie półek (1 pkt)
zaznaczenie „beczek” chłodzonych (1 pkt)

4

– zaznaczenie kierunku ruchu cieczy i gazu,

2

-

zaznaczenie miejsc wprowadzenia reagentów,

doprowadzenie solanki amoniakalnej (1 pkt)
doprowadzenie CO

2

(o niższym i wyższym stężeniu), (2 pkt)

3

2.

–

zaznaczenie miejsca odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej.

– zaznaczenie miejsca odprowadzenia gazów odlotowych

1
1

3.

Opisanie budowy i materiału konstrukcyjnego

opisanie budowy kolumny karbonizacyjnej (1 pkt)
podanie materiału konstrukcyjnego (1 pkt)

2

4.

Wykonanie szkicu przekroju półki passetowej

zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt)
zaznaczenie sposobu poruszania się cieczy i gazu (2 pkt)
zaznaczenie rurek przelewowych (1 pkt)

4

5.

Podanie i interpretacja jednego przykładu zastosowania zasad
technologicznych w procesie karbonizacji solanki

2

6.

Podanie wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej
w środku i u dołu kolumny (ciśnienie i temperatury)

3

7.

Zaproponowanie sposobu kontroli pracy kolumny
(dwa oznaczenia – analizy)

2

Razem:

26

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące oceny szkolne:
26 – 24 punktów – bardzo dobry,

23 – 20 punktów – dobry,

19 – 16 punktów – dostateczny,

15 – 13 punktów – dopuszczający.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

INSTRUKCJA DLA NAUCZYCIELA

1. Przed rozpoczęciem wykonywania zadania przez uczniów należy:

−

zapewnić warunki do samodzielnej pracy,

−

rozdać karty pracy oraz instrukcje dla ucznia,

−

odczytać uczniom przeznaczoną dla nich instrukcję oraz udzielić odpowiedzi na pytania.

2. Podczas wykonywania zadania powinny być spełnione następujące warunki:

−

czas trwania testu 60 minut,

−

praca samodzielna, indywidualne stanowiska pracy,

−

maksymalna liczba uczniów w grupie – 16 osób,

−

wykonane zadanie uczeń opisuje w karcie pracy,

−

nauczyciel pełni rolę obserwatora,

−

kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu nauczyciel przypomina uczniom
o zbliżającym się czasie zakończenia zadania,

−

po wykonaniu zadania uczeń oddaje kartę pracy nauczycielowi.

3. Po wykonania zadania nauczyciel:

−

wpisuje do karty oceny wyniki przeprowadzonego testowania,

−

przeprowadza analizę wyniku sprawdzianu,

−

opracowuje wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie
niepowodzeń dydaktycznych.

Uczeń może otrzymać maksymalnie 26 punktów.

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Zadanie, które będziesz wykonywać polega na dokonaniu analizy budowy i pracy

kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej.

Aby wykonać zadanie, powinieneś w karcie pracy:

1) zapisać równanie reakcji karbonizacji,
2) wykonać schemat przekroju kolumny karbonizacyjnej:

−

wykonać szkic przekroju kolumny karbonizacyjnej,

−

zaznaczyć kierunek ruchu cieczy i gazu,

−

zaznaczyć miejsca wprowadzenia reagentów,

−

zaznaczyć miejsce odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej,

−

zaznaczyć miejsce odprowadzenia gazów odlotowych,

3) opisać budowę i materiał konstrukcyjny kolumny,
4) wykonać szkic przekroju półki passetowej,
5) podać i zinterpretować jeden przykład zastosowania zasad technologicznych w procesie

karbonizacji solanki,

6) podać wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej w środku i u dołu kolumny

(ciśnienie i temperatury),

7) zaproponować sposób kontroli pracy kolumny (dwa oznaczenia – analizy).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

KARTA PRACY

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

Test

praktyczny

wysoko

symulowany

do

jednostki

modułowej

„Wytwarzanie sody kalcynowanej”

Zadanie dla ucznia:
Dokonaj analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej.
Rozwiązanie zadania powinno obejmować podane poniżej elementy.

1) Równanie reakcji karbonizacji (2 pkt)

2) Schemat przekroju kolumny karbonizacyjnej (11 pkt)

-

szkic przekroju kolumny karbonizacyjnej

-

kierunek ruchu cieczy i gazu,

-

miejsca wprowadzenia reagentów,

-

miejsce odprowadzenia mieszaniny poreakcyjnej,

-

miejsce odprowadzenia gazów odlotowych.

3) Budowa i materiał konstrukcyjny kolumny (2 pkt)

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

4) Szkic przekroju półki passetowej (4 pkt)

5) Przykład i interpretacja zastosowania zasad technologicznych w procesie karbonizacji
solanki (2 pkt)

6) Wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej w środku i u dołu kolumny
(ciśnienie i temperatury) (3 pkt)

7) Sposób kontroli pracy kolumny (dwa oznaczenia – analizy) (2 pkt)

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

KARTA OCENY

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

Test

praktyczny

wysoko

symulowany

do

jednostki

modułowej

„Wytwarzanie sody kalcynowanej”

Zadanie:
Dokonaj analizy budowy i pracy kolumny karbonizacyjnej solanki amoniakalnej.

Lp.

Nazwa czynności

Liczba punktów

możliwych do

uzyskania

1

Zapisanie równanie reakcji karbonizacji

poprawny zapis równania reakcji (1 pkt)
zaznaczenie odwracalności reakcji (1 pkt)

Wykonanie schematu przekroju kolumny karbonizacyjnej

– wykonanie szkicu przekroju kolumny karbonizacyjnej

zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt)
wyróżnienie części kolumny niechłodzonej i chłodzonej wodą (1 pkt)
rozmieszczenie półek (1 pkt)
zaznaczenie „beczek” chłodzonych (1 pkt)

– zaznaczenie kierunku ruchu cieczy i gazu,

-

zaznaczenie miejsc wprowadzenia reagentów,

doprowadzenie solanki amoniakalnej (1 pkt)
doprowadzenie CO

2

(o niższym i wyższym stężeniu) (2 pkt)

2

– zaznaczenie miejsca odprowadzenia mieszaniny
poreakcyjnej.
– zaznaczenie miejsca odprowadzenia gazów odlotowych

3

Opisanie budowy i materiału konstrukcyjnego

opisanie budowy kolumny karbonizacyjnej (1 pkt)
podanie materiału konstrukcyjnego (1 pkt)

4

Wykonanie szkicu przekroju półki passetowej

zachowanie proporcji wymiarów i kształtu (1 pkt)
zaznaczenie sposobu poruszania się cieczy i gazu (2 pkt)
zaznaczenie rurek przelewowych (1 pkt)

5

Podanie i interpretacja jednego przykładu zastosowania zasad
technologicznych w procesie karbonizacji solanki

6

Podanie wartości parametrów pracy kolumny karbonizacyjnej
w środku i u dołu kolumny (ciśnienie i temperatury)

7

Zaproponowanie sposobu kontroli pracy kolumny
(dwa oznaczenia – analizy)

Razem:

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

7. LITERATURA

1. Bortel E., Koneczny H.: Zarys technologii chemicznej. PWN, Warszawa 1992
2. Kępiński J.: Technologia chemiczna nieorganiczna. PWN, Warszawa 1984
3. Molenda J.: Technologia chemiczna. WSiP, Warszawa 1993
4. Praca zbiorowa.: Technologia chemiczna ogólna. WSiP, Warszawa 1974