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 bloki tematyczne prezentujące aktualny stan wiedzy na temat budowy atomów i cząsteczek chemicznych, rodzaju reakcji chemicznych, systematyki i właściwości chemicznych związków nieorganicznych, właściwości wody i reakcji zachodzących w roztworach wodnych oraz znaczenia tych zagadnień dla środowiska naturalnego i ich praktycznego wykorzystania. Ważnym elementem zajęć jest zapoznanie studentów z metodami właściwego postępowania ze związkami chemicznymi umożliwiającego ograniczenie ich szkodliwości dla środowiska przyrodniczego.

Treści kształcenia

Budowa atomu z uwzględnieniem konfiguracji elektronowej, izotopy, alotropia.

Układ okresowy pierwiastków, właściwości pierwiastków wynikające z ich położenia w układzie okresowym.

Elektroujemność pierwiastków - pierwiastki elektrododatnie i elektroujemne, skala Paulinga. Oddziaływania międzycząsteczkowe.

Wiązania chemiczne.

Rodzaje reakcji chemicznych.

Reakcje utlenienia i redukcji. Szereg elektrochemiczny metali - właściwości wynikające z położenia w szeregu elektrochemicznym.

Budowa i właściwości cząsteczki wody. Roztwory rzeczywiste i koloidowe. Sposoby wyrażania stężeń roztworu. Równowaga chemiczna - stała równowagi chemicznej, reguła przekory Le Chateliera-Browna.

Reakcje w roztworach wodnych: dysocjacja elektrolityczna - stała i stopień dysocjacji, elektrolity mocne i słabe, autodysocjacja wody, iloczyn jonowy wody, wskaźnik pH;

Hydroliza soli, odczyn roztworów soli, roztwory buforowe, iloczyn rozpuszczalności i jego wykorzystanie praktyczne.

Systematyka związków nieorganicznych: tlenki, kwasy, wodorotlenki, sole, wodorki, związki kompleksowe, inne połączenia chemiczne - budowa, charakterystyczne właściwości, zastosowanie.

Pierwiastki biogenne - cykle bio-geo-chemiczne węgla, azotu, tlenu, siarki, fosforu, krzemu, właściwości i wykorzystanie praktyczne tych pierwiastków i ich związków. Właściwości i zastosowanie niektórych metali.

Regulamin pracowni chemicznej. Zasady BHP. Postępowanie z odpadami chemicznymi. Podstawowe szkło laboratoryjne i czynności laboratoryjne: wytrącanie osadów, sączenie, odmierzanie cieczy, miareczkowanie, sporządzanie roztworów. Pisanie sprawozdań z ćwiczeń.

Reakcje pojedynczej i podwójnej wymiany. Wytrącanie i rozpuszczanie osadów.

Reakcje oksydacyjno-redukcyjne. Reakcje charakterystyczne (rozpoznawcze) niektórych anionów: NO3-, PO43- , Cl- , CO32- , S2- , C2O42- , SO42-.

Reakcje charakterystyczne (rozpoznawcze) niektórych kationów: Pb2+ , Cu2+, Hg2+, Cd2+, Fe3+, Ni2+, Cr3+, Al3+, Zn2+, Ca2+, Mg2+, NH4+.

Podstawy objętościowej analizy ilościowej, stosowane szkło laboratoryjne, zakres czynności.

Obliczenia stechiometryczne i stężenia roztworów.

Sporządzanie roztworu HCl lub NaOH o określonym stężeniu molowym przez rozcieńczenie roztworów stężonych.

Mianowanie roztworu NaOH i ilościowe oznaczenie zawartości kwasu HCl lub H2SO4 w roztworze.

Mianowanie roztworu HCl i ilościowe oznaczenie zawartości wodorotlenku NaOH lub amoniaku w roztworze.

Pomiar pH roztworów kwasów, zasad i soli hydrolizujących

Podstawy oksydymetrii. Ilościowe oznaczanie zawartości Fe2+ w roztworze.

1. Bielański A. Podstawy chemii nieorganicznej. Tom 1 i 2. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2010.

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

3. Atkins W.P., Jones L. Chemia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006.

4. Tomasik P. Podstawy chemii. Cz.I. Chemia ogólna, chemia nieorganiczna. Wydawnictwo AR, Kraków, 1998.

5. Szlachcic P., Szymońska J., Jarosz B., Drozdek E., Michalski O., Wisła-Świder A. Chemia I – skrypt do ćwiczeń laboratoryjnych z Chemii nieorganicznej i analitycznej. Wydawnictwo UR w Krakowie, 2014.

6. Pazdro K.M., Rola-Noworyta A. Akademicki zbiór zadań z chemii ogólnej. Oficyna Edukacyjna Krzysztof Padro, Wyd. I, Warszawa 2013.

Literatura uzupełniająca:

1. Litwin M., Styka-Wlazło Sz., Szymońska J. To jest chemia 1. Chemia nieorganiczna. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum, Wydawnictwo Nowa Era, Warszawa, 2013.

Wiedza

ChemN_W01 Definiuje podstawowe zjawiska, pojęcia i prawa chemiczne

ChemN_W02 Opisuje właściwości najważniejszych pierwiastków i związków chemicznych

ChemN_W03 Wyjaśnia zależność pomiędzy budową substancji a jej właściwościami fizycznymi i chemicznymi

ChemN_W04 Klasyfikuje poszczególne rodzaje substancji nieorganicznych

ChemN_W05 Prezentuje równania reakcji chemicznych z udziałem różnych substancji chemicznych

ChemN_W06 Znajduje rozwiązania problemów chemicznych

ChemN_W07 Diagnozuje procesy chemiczne zachodzące w środowisku przyrodniczym

ChemN_W08 Przewiduje szkodliwość substancji chemicznych stosowanych w życiu codziennym i w praktyce rolniczej

Umiejętności

ChemN_ U01 Posługuje się podstawowym sprzętem i szkłem laboratoryjnym

ChemN_ U02 Rozwiązuje praktyczne zadania dotyczące analizy jakościowej i ilościowej substancji

ChemN_ U03 Opisuje wykonane doświadczenia chemiczne

ChemN_ U04 Interpretuje obserwowane wyniki reakcji chemicznych

ChemN_ U05 Używa praw chemicznych do ilościowego opisu reakcji chemicznych

ChemN_ U06 Używa właściwych metod postępowania z substancjami szkodliwymi i odpadami chemicznymi

ChemN_ U07 Przygotowuje pisemne sprawozdania na temat przeprowadzonych doświadczeń laboratoryjnych

ChemN_U08 Wykorzystuje nowoczesne technologie informatyczne i zasoby internetowe

Kompetencje społeczne

ChemN_ K01 Akceptuje potrzebę odpowiedzialnego stosowania substancji chemicznych i zachowania w laboratorium chemicznym

ChemN_ K02 Wspiera działania na rzecz informowania społeczeństwa o rzeczywistym zagrożeniu środowiska przyrodniczego przez stosowanie substancji chemicznych

ChemN_ K03 Identyfikuje i rozwiązuje problemy dotyczące stosowania substancji chemicznych w życiu codziennym i w praktyce rolniczej

ChemN_K04 Prezentuje umiejętność współpracy w zespole

701 egzamin pisemny ograniczony czasowo