Διδασκόμενη ύλη

• Σύνθεση στερεάς-κατάστασης (solid-state) και έλεγχος της υπεραγωγιμότητας ανόργανου υλικού. Προσδιορισμός της μέσης οξειδωτικής κατάστασης των ατόμων με ιωδομετρική τιτλοδότηση.
• Υδροθερμική σύνθεση Ζεόλιθου NaX και χαρακτηρισμός του ανόργανου σκελετού με φασματοσκοπία υπερύθρου.
• Παρασκευή και χαρακτηρισμός νανοσωματιδίων CdS παρουσία οργανικών σταθεροποιητών. Χαρακτηρισμός με φασματοσκοπία υπεριώδους/ορατού και με περίθλαση ακτίνων-Χ.
• Ανάπτυξη μονοκρυστάλλων του υβριδικού οργανικού/ανόργανου περοβσκίτη CH₃NH₃PbBr₃.
• Σύνθεση και οπτικές ιδιότητες νανοσωματιδίων (ν/σ) χρυσού. Σύνθεση με την μέθοδο citrate ή Turkevich υδατικού διαλύματος νανοσωματιδίων: Χημικές αντιδράσεις και μηχανισμός παραγωγής των ν/σ. Επίδραση της χημικής σύστασης στις τελικές μορφολογίες των ν/σ. Οπτικές ιδιότητες νανοσωματιδίων. Διάδοση Η/Μ ακτινοβολίας από μέσο με διασπορά. Σκέδαση και συντονισμός επιφανειακού πλασμονίου. Επίδραση του μεγέθους των ν/σ και της κατανομής του στο χρώμα του διαλύματος.
• Σύνθεση νανοκοκκώδους σκόνης οξειδίου του Τιτανίου με την μέθοδο λύματος – πηκτώματος (sol-gel): περιγραφή της διαδικασίας, χημικές αντιδράσεις, ξήρανση, γήρανση, έψηση, παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος και την κρυσταλλικότητα του κόκκου. Φωτοκατάλυτική αποδόμηση οργανικού ρύπου ‘μπλε του μεθυλενίου’ από διοξείδιο του Τιτανίου: Μηχανισμός φωτοκαταλυτικής διέγερσης του TiO₂ – ζώνες ημιαγωγού, εξιτόνια, επανασύνδεση – παγίδευση φορέων, αλληλεπίδραση φορέων με μόρια νερού στην επιφάνεια των κόκκων. Μηχανισμός αποσύνθεσης του ρύπου, επίδραση του μήκους κύματος του φωτός και της επιφάνειας κόκκου. Ταχύτητα της φωτοκαταλυτικής διαδικασίας, μοντέλο Langmuir-Hinshelwood.
• Υδροθερμική σύνθεση ενός μέταλλο-οργανικού πλέγματος (Metal-organic framework, MOF) και χαρακτηρισμός του με περίθλαση ακτίνων-Χ σε δείγμα σκόνης (PXRD) και φασματοσκοπία υπερύθρου (FT- IR).

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Οι φοιτητές με το πέρας του μαθήματος αναμένεται να:

1. Εξοικειωθούν με την πειραματική πρακτική και με τους κανόνες ασφαλείας κατά την πειραματική διαδικασία σε πιο απαιτητικά πειράματα όπως σύνθεσης υλικών.
2. Να γνωρίζουν τις πειραματικές διαδικασίες που ακολουθούν για τη σύνθεση χρήσιμων υλικών όπως κεραμικά, ζεόλιθοι, σύμπλοκες ενώσεις και υπεραγωγοί.
3. Να είναι σε θέση να μπορούν να αξιολογήσουν την συνθετική πορεία ενός υλικού και να βρίσκουν τρόπους να προσδιορίσουν το αποτέλεσμα της σύνθεσης εφαρμόζοντας κατάλληλες μεθόδους χαρακτηρισμού ανάλογα με το υλικό που έχουν να κάνουν.
4. Να εξοικειωθούν με όργανα χαρακτηρισμού υλικών όπως το φωτόμετρο ορατού-υπεριώδους (UV-visible), φασματοφωτόμετρο Υπερύθρου (IR), περιθλασίμετρο ακτίνων-Χ (XRD), οπτικό μικροσκόπιο κλπ.

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

Οι φοιτητές μετά την εκπόνηση της εργαστηριακής άσκησης έχουν περιθώριο μία εβδομάδα μέχρι να γράψουν την αναφορά του Πειράματός τους. Εκεί περιγράφονται το θεωρητικό υπόβαθρο για το Πείραμα, τα στάδια του Πειράματος, οι μετρήσεις που πάρθηκαν, η επεξεργασία των μετρήσεων και ο υπολογισμός των ζητούμενων από κάθε Πείραμα, σχόλια και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Τέλος απαντάνε σε κάποιες ερωτήσεις που έχουν σκοπό να ελέγξουν το επίπεδο κατανόησης της Πειραματικής διαδικασίας και του θεωρητικού υποβάθρου πίσω από το Πείραμα. Η αναφορά συντάσσεται σε ηλεκτρονικό υπολογιστή και αποστέλλεται με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο στον υπεύθυνο του μαθήματος. Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει από συνεκτίμηση του βαθμού της τελικής γραπτής εξέτασης στο τέλος του εξαμήνου και του βαθμού των αναφορών που παραδίδουν κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.

Βιβλιογραφία

• Murray Zanger, James, R. Mackee, “Small Scale Syntheses, A Laboratory Textobook of Organic Chemistry”, Wm. C. Brown Publishers, 1995,
• Stanley, R. Sandler, Wolf Karlo, Jo-Anne Bonesteel, Eli M. Pearce, “Polymer Syntesis and Characterization, A Laboratory Manual” Academic Press, California, USA, 1998,
• Francesco Trotta, Davice Cantamessa, Marco Zanetti, “Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry”, 37, 83-92, 2000,
• Gregory S. Girolami, Thomas B. Rauchfuss, Robert J. Angelici, “Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry: A Laboratory Manual”, 3rd ed., University Science Books, Sausalito, USA, 1999,
• Zvi Szafran, Ronald M. Pike, Mono M. Singh, “Microscale Inorganic Chemistry: A Comprehensive Laboratory Experience”, John Wiley & Sons, New York, 1991,
• W. Haiss, N.T.K. Thanh, J. Aveyard, D.G. Fernig, “Determination of Size and Concentration of Gold Nanoparticles from UV-Vis Spectra” Anal. Chem. 79 (2007) 4215,
• A. Houas, H. Lachheb, M. Ksibi, E. Elaloui, C. Guillard, J.-M. Herrmann “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water” Applied Catalysis B: Environmental 31 (2001) pp. 145–157.