Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Chemia I

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: T.1s.CHE1.SI.TTDDX.T Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Chemia I
Jednostka: Instytut Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 9.00 (w zależności od programu)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

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 związków chemicznych, rodzaju reakcji chemicznych, systematyki i właściwości związków nieorganicznych, właściwości wody i reakcji zachodzących w roztworach wodnych, kinetyki i uwarunkowań termodynamicznych zachodzenia reakcji oraz znaczenia tych zagadnień dla organizmów żywych i środowiska naturalnego oraz procesów wytwarzania i przetwarzania żywności, a także ich praktycznego wykorzystania.

Pełny opis:

Treść kształcenia

Materia i jej składniki: stany skupienia materii, atomy, nazwy pierwiastków, jądrowy model atomu. Związki: związki jonowe/cząsteczkowe, prawo stałości składu. Mieszaniny: właściwości chemiczne/fizyczne, typy mieszanin; metody rozdzielania. Nomenklatura chemiczna: wodorki, tlenki, kwasy, wodorotlenki, sole, związki kompleksowe.

Pomiary, mole i reakcje chemiczne: układ metryczny, skale temperatury, przedrostki jednostek. Liczność materii: mol, liczba Avogadra. Wyznaczanie wzorów chemicznych. Symbolika reakcji chemicznych. Bilansowanie reakcji chemicznych. Roztwory wodne: kwasy/zasady, reakcje strącania, reakcje zobojętniania. Reakcje redoks: stopnie utlenienia, bilansowanie reakcji redoks. Prawo zachowania masy. Typy reakcji chemicznych: reakcja syntezy, analizy, wymiany pojedynczej, wymiany podwójnej.

Kwasy i zasady: sposoby wyrażania stężeń roztworów-stężenie molowe/procentowe/przeliczanie stężeń. Teoria kwasów Arrheniusa, Brönstedta/Lowry’ego, elektronowa teoria kwasów i zasad. Stałą i stopień dysocjacji. Sprzężone kwasy i zasady. Iloczyn jonowy wody i skala pH. Odczyn mocnych/słabych kwasów/zasad. Moc kwasów tlenowych. Kwaśne deszcze.

Równowagi w roztworach wodnych: kwasy wieloprotonowe, pH roztworów soli, roztwory buforowe, bufory w środowisku naturalnym i organizmie. Pojemność buforowa. Wskaźniki kwasowo-zasadowe. Miareczkowanie mocny kwas-mocna zasad, miareczkowanie słaby kwas-mocna zasada i mocny kwas- słaba zasada. Elektrolity amfoteryczne. Iloczyn rozpuszczalności, efekt wspólnego jonu. Analiza jakościowa.

Właściwości gazów: molekularny charakter gazów, prawo izotermy, prawo izobary, prawo izochory, prawo Avogadra, równanie stanu gazu doskonałego, dyfuzja gazów, mieszaniny gazowe, prawo ciśnień cząsteczkowych. Dziura ozonowa. Zanieczyszczenia atmosfery

Termochemia: efekty cieplne reakcji chemicznych, układ i otoczenie, ciepło i praca, pierwsza zasad termodynamiki, przekazywanie energii jako pracy/ciepła, procesy egzo- i endotermiczne, parowanie, topnienie i sublimacja, równania termochemiczne.

Budowa atomu i układ okresowy: jądro atomu, izotopy, izobary. Naturalne przemiany jądrowe, szeregi promieniotwórcze. Struktura elektronowa atomu: właściwości światła, kwanty i fotony, widma atomowe i poziomy energetyczne, liczby kwantowe, reguła Hunda i zakaz Pauliego. Układ okresowy pierwiastków i konfiguracje elektronowe atomów. Pierwiastki przejściowe. Potencjał jonizacji atomów. Powinowactwo elektronowe i elektroujemność atomów.

Wiązania chemiczne: wiązanie jonowe, wiązanie kowalencyjne, wolne pary elektronowe, reguła oktetu, struktury Lewisa, rodniki/dwurodniki, hybrydyzacja orbitali, wiązania koordynacyjne, polarność cząsteczek i moment dipolowy, wiązanie metaliczne.

Ciecze i ciała stałe: siły międzycząsteczkowe-siły Londona, oddziaływania dipol-dipol, wiązanie wodorowe. Struktura cieczy: lepkość, napięcie powierzchniowe. Ogólna charakterystyka roztworów rzeczywistych: rozpuszczalność, roztwór nasycony/przesycony. Ogólna charakterystyka ciał stałych. Kryształy jonowe, cząsteczkowe i kowalencyjne.

Właściwości roztworów: substancja rozpuszczona/rozpuszczalnik, molekularna interpretacja rozpuszczania, rozpuszczalność, czynniki wpływające na rozpuszczalność, ciśnienie a rozpuszczalność gazów, prawo Henry’ego, prawo podziału, temperatura a rozpuszczalność, entalpia rozpuszczania, właściwości koligatywne: obniżenie prężności pary, podwyższenie temperatury wrzenia, prawo Raulta, destylacja mieszanin, obniżenie temperatury krzepnięcia, osmoza, ciśnienie osmotyczne, roztwór hiper-/hipotoniczny, woda .

Procesy oksydacyjno-redukcyjne: reakcje redoks/dysproporcjonowania/kom proporcjonowania, ogniwa galwaniczne, potencjały elektrodowe, szereg napięciowy pierwiastków, elektroda wodorowa, elektrody I i II rodzaju, ogniwa, potencjometryczne pomiary pH.

Szybkość reakcji chemicznych: rząd reakcji, ogólny rząd reakcji, stała szybkości reakcji, reakcje jedno-, dwu- i trójcząsteczkowe, równania kinetyczne, okres półtrwania reakcji. Wpływ temperatury na szybkość reakcji: energia aktywacji, wpływ temperatury, równanie Arrheniusa. Kataliza: katalizatory homo-/-heterogeniczne, enzymy. Reakcje łańcuchowe.

Równowagi chemiczne: reakcje odwracalne i stan równowagi chemicznej, odwracalność reakcji chemicznych, stężeniowa/ciśnieniowa stała równowagi, prawo działania mas, reguła Le Chateliera-Brauna – wpływ zmian ciśnienia/temperatury.

Koloidy: klasyfikacja układów koloidalnych, metody otrzymywania i oczyszczania koloidów/dyspersyjne i kondensacyjne, dializa, ruchy Browna, właściwości optyczne układów koloidalnych, właściwości elektryczne układów koloidalnych, koagulacja zolów, punkt izoelektryczny, tiksotropia, szeregi liotropowe.

Regulamin pracowni chemicznej. Zasady BHP. Postępowanie z odpadami chemicznymi. Szkło i sprzęt laboratoryjny. Podstawowe czynności laboratoryjne: strącanie osadów, sączenie, odmierzanie cieczy, ogrzewanie substancji, sporządzanie roztworów. Pisanie sprawozdań z ćwiczeń.

Przykładowe reakcje: syntezy, analizy, wymiany pojedynczej, wymiany podwójnej. Strącanie i rozpuszczanie osadów. Reakcje egzo- i endotermiczne, odwracalne i nieodwracalne.

Przykładowe reakcje zobojętniania, powstawania kompleksów, redoks, związki amfoteryczne, tworzenie soli

Reakcje charakterystyczne wybranych anionów: NO3-, PO43-, Cl-, CO32-, S2-, C2O42-, SO42- oraz kationów: Pb2+, Cu2+, Hg2+, Cd2+, Fe3+, Ni2+, Cr3+, Al3+, Zn2+, Ca2+, Mg2+, NH4+.

Podstawy analizy wagowej, stosowane przyrządy, zakres czynności, przykłady obliczeń. Ważenie substancji na wadze analitycznej i technicznej. Oznaczanie wilgotności skrobi oraz zawartości wody w próbkach soli uwodnionych (np. CuSO4•5H2O, CoCl2•6H2O, CaSO4•2H2O).

Sporządzanie roztworów o dowolnym stężeniu procentowym z a) substancji stałej, b) roztworu o znanym stężeniu.

Reakcje dysocjacji elektrolitycznej w roztworach wodnych-elektrolity słabe i mocne. Pomiar przewodnictwa roztworów elektrolitów metodą konduktometryczną.

Właściwości roztworów: iloczyn jonowy wody, pH i pOH, odczyn wodny roztworów soli mocnych kwasów/mocnych zasad, mocnych kwasów/słabych zasad, słabych kwasów/mocnych zasad, słabych kwasów/słabych zasad. Wyznaczanie pH wodnych roztworów elektrolitów za pomocą wskaźników kwasowo-zasadowych oraz metodą potencjometryczna.

Podstawy analizy ilościowej, posługiwanie się laboratoryjnymi naczyniami pomiarowymi, zasady obliczeń stechiometrycznych w analizie ilosciowej.

Sporządzanie roztworów NaOH i HCl o stężeniu ok. 0,1 mol/dm3 ze stężonych roztworów tych substancji.

Mianowanie roztworów NaOH/HCl i wykorzystanie ich do oznaczeń acydymetrycznych/alkalimetrycznych zawartości NaOH, NH3, Na2CO3/HCl, CH3COOH, H2SO4 w próbce.

Twardość wody i jej usuwanie. Oznaczanie metodą kompleksometryczna twardości wody oraz zawartości jonów magnezu w roztworze.

Redoksymetria-wprowadzenie. Zasady uzgadniania reakcji redoks. Zakres czynności, przykłady obliczeń.

Mianowanie roztworu Na2S2O3. jodometryczneoznaczanie zawartości jonów miedzi(II) oraz żelaza(III) w roztworze.

Mianowanie roztworu KMnO4. Manganometryczne oznaczanie zawartości nadtlenku wodoru, jonów żelaza(II) oraz jonów siarczanowych(IV) w próbce.

Literatura:

Literatura podstawowa:

1. Atkins W.P., Jones L. Chemia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009, 2016. Tom I i II

2. Mastalerz P. Elementarna chemia nieorganiczna . Wydawnictwo Chemiczne Wrocław. 2011.

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

Literatura uzupełniajaca:

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

Efekty uczenia się:

Wiedza

Definiuje podstawowe zjawiska, pojęcia i prawa chemiczne.

Opisuje właściwości najważniejszych pierwiastków i związków chemicznych.

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

Klasyfikuje poszczególne rodzaje substancji nieorganicznych.

Prezentuje równania reakcji chemicznych z udziałem różnych substancji chemicznych.

Definiuje właściwości roztworów wodnych i układów koloidalnych.

Prezentuje równania reakcji przebiegających w roztworach wodnych i przewiduje ich skutki.

Określa wpływ czynników fizykochemicznych na stan równowagi chemicznej i szybkość reakcji chemicznych.

Diagnozuje procesy chemiczne zachodzące w procesie produkcji i przetwarzania żywności oraz w środowisku przyrodniczym.

Przewiduje szkodliwość substancji chemicznych stosowanych jako składniki żywności.

Umiejętności

Posługuje się podstawowym sprzętem i szkłem laboratoryjnym.

Rozwiązuje praktyczne zadania dotyczące analizy jakościowej i ilościowej substancji.

Opisuje wykonane doświadczenia chemiczne.

Interpretuje obserwowane wyniki reakcji chemicznych.

Używa praw chemicznych do ilościowego opisu reakcji chemicznych.

Używa właściwych metod postępowania z substancjami szkodliwymi i odpadami chemicznymi.

Przygotowuje pisemne sprawozdania na temat przeprowadzonych doświadczeń laboratoryjnych.

Wykorzystuje nowoczesne technologie informatyczne i zasoby internetowe.

Prezentuje umiejętność współpracy w zespole.

Kompetencje społeczne

Rozumie potrzebę odpowiedzialnego zachowania w laboratorium chemicznym oraz używania substancji chemicznych.

Wspiera działania na rzecz informowania społeczeństwa o rzeczywistym zagrożeniu środowiska przyrodniczego oraz wytwarzanej żywności przez stosowanie substancji chemicznych.

Identyfikuje i rozwiązuje problemy dotyczące stosowania związków chemicznych w produkcji żywności i w życiu codziennym.

Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych

Metody i kryteria oceniania:

Na ocenę 2

Wiedza

Nie zna podstawowych pojęć i praw chemicznych w zakresie chemii nieorganicznej i ogólnej

Nie rozumie zależności między strukturą cząsteczki a jej właściwościami fizykochemicznymi

Nie zna symboli pierwiastków chemicznych oraz podstawowych klas związków nieorganicznych. Nie potrafi zapisywać równań chemicznych.

Nie wymienia efektów energetycznych reakcji oraz nie potrafi określić wpływu czynników mających wpływ na szybkość przebiegu reakcji oraz na stan równowagi.

Umiejętności

Nie potrafi właściwie opracować i zinterpretować uzyskanych wyników. Nie potrafi wyciągnąć wniosków na podstawie obserwacji.

Nie potrafi sporządzić sprawozdania z wykonanych eksperymentów.

Nie zna przeznaczenia podstawowego sprzętu laboratoryjnego i nie potrafi nim się posługiwać.

Nie przestrzega zasad BHP w laboratorium chemicznym.

Kompetencje społeczne.

Nie rozumie potrzeby ciągłego dokształcania się i zdobywania nowych informacji oraz podnoszenia kwalifikacji zawodowych.

Nie jest odpowiedzialny za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym

Na ocenę 3

Wiedza

Zna podstawowe prawa i pojęcia chemiczne ale nie potrafi ich wykorzystać w praktyce.

Potrafi określić strukturę związku chemicznego ale nie umie jej powiązać z właściwościami fizyko-chemicznymi

Zna symbole pierwiastków i podstawowe grupy związków nieorganicznych ale nie potrafi zapisywać równań chemicznych.

Wymienia efekty energetyczne reakcji ale nie potrafi zastosować obliczeń termochemicznych. Potrafi zdefiniować stan równowagi chemicznej ale nie umie określić wpływu zmian warunków na ten stan.

Umiejętności

Słabo interpretuje i opracowuje uzyskane wyniki. Nie zawsze wyciąga prawidłowe wnioski na podstawie obserwacji.

Sporządza sprawozdanie z wykonanych eksperymentów, ale zawiera ono dużo błędów.

Słabo zna przeznaczenie podstawowego sprzętu laboratoryjnego i popełnia liczne błędy podczas jego używania.

Często łamie zasady BHP w laboratorium chemicznym.

Kompetencje społeczne.

Słabo rozumie potrzebę ustawicznego dokształcania się i zdobywania nowych informacji oraz podnoszenia kwalifikacji zawodowych

Posiada słabą świadomość odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym

Na ocenę 4

Wiedza

Zna podstawowe prawa i pojęcia chemiczne i potrafi je wykorzystywać w praktyce bez popełniania większych błędów.

Na podstawie struktury cząsteczki potrafi określić właściwości fizykochemiczne.

Zna większość podstawowych symboli pierwiastków i potrafi zapisywać równania reakcji.

Wykonuje obliczenia termochemiczne oraz określa efekty energetyczne reakcji. Wyjaśnia wpływ zmiany warunków na równowagi chemiczne

Umiejętności

W wystarczającym stopniu interpretuje i opracowuje uzyskane wyniki. Prawie zawsze wyciąga prawidłowe wnioski na podstawie obserwacji.

Sporządza sprawozdanie z wykonanych eksperymentów bez większych błędów.

W zadawalającym stopniu zna przeznaczenie podstawowego sprzętu laboratoryjnego i potrafi się nim posługiwać.

W zadawalającym stopniu opanował zasady BHP w laboratorium chemicznym.

Kompetencje społeczne.

Rozumie w stopniu zadawalającym konieczność ustawicznego dokształcania się oraz podnoszenia kwalifikacji zawodowych.

Jest w zadawalającym stopniu świadomym odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym.

Na ocenę 5

Wiedza

Wymienia podstawowe prawa i pojęcia chemiczne oraz potrafi znaleźć ich praktyczne zastosowanie.

Na podstawie struktury cząsteczki potrafi określić właściwości fizykochemiczne związku i potrafi wskazać ich praktyczne zastosowanie.

Zna symbole pierwiastków chemicznych oraz podstawowe klasy związków nieorganicznych oraz wykorzystuje to przy prawidłowym zapisie reakcji chemicznych.

Wykonuje obliczenia termochemiczne oraz określa efekty energetyczne reakcji. Wyjaśnia wpływ zmiany warunków na równowagi chemiczne. Potrafi wskazać praktyczne zastosowanie tych zjawisk.

Umiejętności

Potrafi opracować i interpretować uzyskane wyniki oraz wyciąga prawidłowe wnioski na podstawie obserwacji.

Sporządza sprawozdanie z wykonanych eksperymentów.

Bardzo dobrze zna przeznaczenie podstawowego sprzętu laboratoryjnego i potrafi się nim posługiwać zgodnie z jego przeznaczeniem.

Pracuje zgodnie z zasadami BHP bez narażania siebie i innych na niebezpieczeństwo.

Kompetencje społeczne.

Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych oraz rozwoju osobistego aby stawiać czoła nowym wyzwaniom jakie są stawiane na rynku pracy.

Jest w pełni odpowiedzialny za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/2018" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-25
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Danel
Prowadzący grup: Andrzej Danel, Paweł Szlachcic
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/2019" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-24
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Danel
Prowadzący grup: Andrzej Danel, Ewelina Jamróz, Andrzej Para, Paweł Szlachcic
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.