Chemia ogólna i nieorganiczna

Celem zajęć jest przekazanie studentom podstawowych wiadomości na temat właściwości związków nieorganicznych wynikających z budowy ich cząsteczek, stanu skupienia i środowiska, w którym występują oraz praw opisujących te właściwości, a także wyrobienie umiejętności wykonywania podstawowych obliczeń chemicznych i czynności laboratoryjnych niezbędnych do rozwiązywania przez studentów problemów w trakcie ich dalszego studiowania oraz pracy zawodowej. Zajęcia obejmują następującą tematykę : budowę atomów i cząsteczek związków chemicznych, rodzaj reakcji chemicznych, systematykę i właściwości związków nieorganicznych, właściwości wody i reakcji zachodzących w roztworach wodnych oraz znaczenia tych zagadnień dla środowiska przyrodniczego. Ważnym elementem zajęć jest zapoznanie studentów z metodami właściwego postępowania ze związkami chemicznymi umożliwiającego ograniczenie ich szkodliwości dla środowiska naturalnego.

Treści kształcenia

Wykłady

Materia. Podstawowe prawa rządzące przemianami chemicznymi. Pomiary i jednostki, mol i masa molowa, związek chemiczny, mieszaniny.

Podział związków nieorganicznych: tlenki, kwasy, wodorotlenki, sole, wodorki.

Rodzaje reakcji chemicznych: reakcja syntezy, analizy, wymiany . Interpretacja jakościowa i ilościowa równania reakcji chemicznej. Stopnie utlenienia pierwiastków – reakcje utleniania i redukcji. Szereg elektrochemiczny metali -

właściwości wynikające z położenia w szeregu elektrochemicznym. Stechiometria.

Budowa atomu i układ okresowy: modele atomów, konfiguracja elektronowa pierwiastków, układ okresowy pierwiastków, elektroujemność pierwiastków. Właściwości pierwiastków wynikające z ich położenia w układzie okresowym.

Powstawanie związków chemicznych. Wiązania kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe, koordynacyjne. Wiązanie a właściwości związku chemicznego.

Budowa cząsteczki: kształty cząsteczek i jonów, model VSPER, teoria wiązań walencyjnych, teoria orbitali molekularnych.

Stężenia roztworów, reakcje w roztworach wodnych: dysocjacja elektrolityczna - stała i stopień dysocjacji, elektrolity mocne i słabe, prawo rozcieńczeń Ostwalda. Teoria kwasów i zasad.

Autodysocjacja wody, iloczyn jonowy wody, wykładnik stężenia jonów wodorowych pH i wodorotlenowych pOH, reakcje zobojętniania, elektrolity amfoteryczne, Wyznaczanie pH roztworów, hydroliza soli, odczyn roztworów soli, roztwory buforowe. Iloczyn rozpuszczalności, związki trudno rozpuszczalne, reakcje wytrącania osadów.

Stan i stała równowagi chemicznej, aktywność substancji, termodynamiczna stała równowagi chemicznej. Reguła przekory Le Chateliera- Brauna. Wpływ temperatury i ciśnienia na stałą równowagi chemicznej, równanie izobary van`t Hoffa – praktyczne wykorzystanie.

Elementy termodynamiki chemicznej i termochemii. Efekty energetyczne reakcji chemicznych. Prawo Hessa, prawa Kirchhoffa, obliczenia termochemiczne. Procesy odwracalne i nieodwracalne, samorzutne i wymuszone. Warunek równowagi układu i kierunek samorzutnego przebiegu reakcji.

Elementy kinetyki chemicznej. Szybkość reakcji chemicznych, stała szybkości reakcji, wpływ stężenia reagentów na szybkość reakcji. Wpływ temperatury na szybkość reakcji. Energia aktywacji, teoria kompleksu aktywnego. Rodzaje

katalizy. Kataliza enzymatyczna w życiu codziennym i w przemyśle spożywczym.

Układy koloidalne: charakterystyka, podział, metody otrzymywania, zastosowanie jako składniki żywności. Budowa cząstek koloidalnych. Koagulacja i peptyzacja koloidów. Charakterystyka, właściwości i zastosowanie układów

koloidalnych

Elektrochemia. Rodzaje elektrod, standardowy (normalny) potencjał elektrody, Szereg standardowych potencjałów elektrod. Elektrody I-go i II-go rodzaju, elektrody jonoselektywne. Potencjometryczny pomiar pH.

Właściwości gazów: prawa gazowe, dyfuzja, efuzja, kwaśne deszcze, dziura ozonowa.

Ciecze i ciała stałe. Właściwości koligatywne roztworów. Oddziaływania międzycząsteczkowe

Ćwiczenia laboratoryjne

Organizacja ćwiczeń. Regulamin pracowni chemicznej i przepisy BHP. Zasady pracy z odczynnikami chemicznymi (zagrożenia i środki ostrożności). Odpady chemiczne i ich utylizacja.

Klasyfikacja reakcji nieorganicznych. Obliczenia stechiometryczne.

Wstęp do analizy jakościowej. Grupy analityczne anionów i kationów. Reakcje charakterystyczne wybranych jonów.

Ciąg dalszy _ Reakcje charakterystyczne wybranych jonów.

Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu procentowym i molowym. Ważenie substancji.

Konduktometria. Potencjometria.

Sporządzanie i badanie właściwości roztworów buforowych. Wprowadzenie do analizy ilościowej.

Alkacymetria. Oznaczenia acydymetryczne.

Alkacymetria. Oznaczenia alkalimetryczne.

Wprowadzenie do redoksymetrii.

Manganometria.

Jodometria.

Wprowadzenie do kompleksometrii

Kompleksometria.

Uzupełnianie zaległości praktycznych i teoretycznych z ćwiczeń. Zaliczenia

Wykłady

Podstawowa

1. Atkins W.P., Jones L. Chemia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2016.

2. Szymońska J., Szlachcic P., Michalski O., Kulig E., Wisła A. Chemia I – skrypt do ćwiczeń aboratoryjnych. Wydawnictwo UR w Krakowie, 2017.

Uzupełniająca

1. Cox P.A. Chemia nieorganiczna. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006.

2. Mastalerz, Przemysław. Elementarna chemia nieorganiczna. Wydawnictwo Chemiczne, 2017.

3. Łukasiewicz M., Michalski O., Szymońska J. Obliczenia chemiczne. Skrypt do ćwiczeń rachunkowych z chemii. Wydawnictwo UR w Krakowie. 2015

Ćwiczenia laboratoryjne

Podstawowa

1. Atkins W.P., Jones L. Chemia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2016.

2. Szymońska J., Szlachcic P., Michalski O., Kulig E., Wisła A. Chemia I – skrypt do ćwiczeń

laboratoryjnych. Wydawnictwo UR w Krakowie, 2017.

Uzupełniająca

1. Cox P.A. Chemia nieorganiczna. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006.

2. Mastalerz, Przemysław. Elementarna chemia nieorganiczna. Wydawnictwo Chemiczne, 2017.

3. Łukasiewicz M., Michalski O., Szymońska J. Obliczenia chemiczne. Skrypt do ćwiczeń rachunkowych z chemii. Wydawnictwo UR w Krakowie. 2015.

WIEDZA - zna i rozumie:

CHN_W1 podstawowe zjawiska, pojęcia i prawa chemiczne. Klasyfikuje poszczególne rodzaje substancji nieorganicznych. TŻ1_W01 RT

CHN_W2 właściwości najważniejszych pierwiastków i związków chemicznych. Prezentuje równania reakcji chemicznych z udziałem różnych substancji chemicznych. Wyjaśnia zależność pomiędzy budową substancji a jej właściwościami fizycznymi i

chemicznymi. Prezentuje równania reakcji przebiegających w roztworach wodnych i przewiduje ich skutki. TŻ1_W01, TŻ1_W03 RT

CHN_W3 właściwości roztworów wodnych i układów koloidalnych. Określa wpływ czynników fizykochemicznych na stan równowagi chemicznej i szybkość reakcji chemicznych. TŻ1_W03 RT

UMIEJĘTNOŚCI - potrafi:

CHN_U1 posługiwać się podstawowym sprzętem i szkłem laboratoryjnym. TŻ1_U04 RT

CHN_U2 opisać wykonane doświadczenia chemiczne oraz zinterpretować obserwowane wyniki reakcji chemicznych, pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie. Przygotować pisemne sprawozdania na temat przeprowadzonych doświadczeń laboratoryjnych. TŻ1_U03 RT

CHN_U3 rozwiązać praktyczne zadania dotyczące analizy jakościowej i ilościowej substancji. TŻ1_U07 RT

CHN_U4 przestrzegać podstawowych zasad bezpieczeństwa i higieny pracy. TŻ1_U06 RT

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - jest gotów do:

CHN_K1 ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych oraz rozwoju osobistego TŻ1_K01 RT

CHN_K2 wykazania odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym oraz używania substancji chemicznych. TŻ1_K02 RT

Sposoby weryfikacji oraz zasady i kryteria oceny

Egzamin w formie pisemnej; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania. Udział w ocenie końcowej z przedmiotu - 60%.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- indywidualnych sprawozdań z prac laboratoryjnych,

- 4 kolokwiów cząstkowych z zakresu ćwiczeń (ocena pozytywna dla min. 51% punktów)

- udział w ocenie końcowej modułu 40%.