Chemia

Cele kształcenia: zapoznanie studentów z najważniejszymi zagadnieniami z chemii ogólnej, nieorganicznej i organicznej ze szczególnym uwzględnieniem budowy materii, kinetyki reakcji, równowagi w roztworach elektrolitów i procesów oksydacyjno-redukcyjnych. Student zapozna się również z podstawowymi zagadnieniami z chemii organicznej ze szczególnym uwzględnieniem budowy i właściwości grup funkcyjnych oraz ich wykorzystaniem w biogospodarce.

Wykłady:

1 Elementy budowy materii: cząstki elementarne,elektronowa struktura atomu, elektroujemność,potencjał jonizacji, wiązania chemiczne

2 Kinetyka reakcji:szybkość reakcji chemicznych, reakcje odwarcalne i stan równowagi chemicznej, stała równowagi chemicznej, reguła przekory.

3 Równowagi w roztworach elektrolitów: dysocjacja elektrolityczna, stała i stopień dysocjacji, teorie kwasów i zasad, iloczyn jonowy wody, wykładnik stężenia jonów wodorowych pH, hydroliza soli, roztwory buforowe, iloczyn rozpuszczalności.

4 Procesy oksydacyjno-redukcyjne: powstawanie potencjału elektrod, równanie Nernsta, potencjał normalny i szereg napięciwoy pierwiastków, typy elektrod, kierunek samorzutnej reakcji chemicznej, reakcje utleniania i redukcji.

5 Wybrane zagadnienia systematyki nieorganicznej, charakterystyka pierwiastków bloków s, p, d.

6 Struktura elektronowa atomu węgla (hybrydyzacja orbitali atomowych, tworzenie orbitali molekularnych).

7 Budowa cząsteczek węglowodorów alifatycznych i aromatycznych (nazewnictwo, izomeria, efekt indukcyjny i mezomeryczny)

8 Węglowodory aromatyczne (nazewnictwo, izomeria, reakcje substytucji elektrofilowej, wpływ skierowujący podstawników)

9 Alkohole i fenole (nazewnictwo, izomeria, włściwości kwasowo-zasadowe alkoholi i fenoli, wiązanie wodorowe, reakcje charakterystyczne)

10 Aldehydy i ketony (nazewnictwo, właściwości grupy karbonylowej, reakcje addycji nukleofilowej, reakcje kondensacji aldolowej, tautomeria keto-enolowa)

11 Kwasy karboksylowe (nazewnictwo, właściwości grupy karboksylowej, reakcje charakterystyczne, bezwodniki, amidy)

12 Estry i tłuszcze (reakcje estryfikacji, tłuszcze, alkaliczne hydroliza tłuszczów-mydła, reakcje z udziałem pochodnych kwasów karboksylowych)

13 Aminy (nazewnictwo, charakter zasadowy amin, reakcje z kwasem azotowym(III), sole diazoniowe)

14 Aminokwasy i białka (nazewnictwo, struktura aminokwasów w zależności od pH, jon obojnaczy, punkt izojonowy, wiązanie peptydowe, aminokwasy C-/N-koncowe, struktura białek)

15 Węglowodany (nazewnictwo mono-/oligo- i polischarydów, formy łańcuchowe i cykliczne monosacharydów, izomeria, mutarotacja, anomery, konfiguracja D- i L-, czynność optyczna, dwucukry redukujące i nieredukujące, inwersja sacharozy, polisacharydy)

Ćwiczenia:

1 Wstęp do ćwiczeń laboratoryjnych.Regulamin pracowni chemicznej.Odpady chemiczne i ich utylizacja.Szkło i sprzęt laboratoryjny. Podstawowe czynności laboratoryjne: ogrzewanie w probówce, ogrzewanie w zlewce, sączenie, ważenie, odmierzanie cieczy.

2 Reakcje chemiczne i ich klasyfikacja: równania reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej; reakcje charakterystyczne niektórych jonów, obliczenia stechiometryczne.

3 Sporządzanie roztworów o dowolnym stężeniu procentowym i molowym. Ważenie substancji. Obliczenia ze stężeń.

4 Przewodnictwo elektrolityczne roztworów i pH roztworów.Elektrolity i nieelektrolity.Elektrolity mocne i słabe. Pomiar pH roztworów kwasów i zasad.Określenie mechanizmu reakcji hydrolizy soli przez pomiar pH ich roztworów. Badanie własciwości roztworów buforowych.

5 Alkacymetria, mianowanie roztworów HCl i NaOH, oznaczanie zawartości kwasów i zasad w roztworze.Obliczenie alkacymetryczne.

6 Metody redoksymetryczne: mianowanie roztworu manganianu(VII) potasu, manganometryczne oznaczenie zawartości jonów Fe(II) w roztworze.

7 Metoda kompleksometryczna.Oznaczenie twardości wody wodociągowej.

8 Pracownia chemii organicznej: zasady BHP, sprzęt i szkło laboratoryjne, rozpuszczalniki, podstawowe czynności laboratoryjne(ogrzewanie, sączenie osadów, wyznaczanie temperatury topnienia i wrzenia). Wykrywanie węgla, wodoru, tlenu, azoty i siarki w związkach organicznych.

9 Metody rozdzielania mieszanin i oczyszczania związków organicznych: krystalizacja, sublimacja, destylacja prosta, ekstrakcja, chromatografia TLC.

10 Węglowodory-budowa, podział, wzory, nazewnictwo, izomeria, reakcje charakterystyczne.

11 Alkohole i fenole( budowa, nazewnictwo, występowanie, reakcje charakterystyczne)

12 Aldehydy i ketony-budowa, nazewnictwo, występowanie, reakcje charakterystyczne.

13 Kwasy karboksylowe i ich pochodne: budowa, wzory, nazwy, właściwości chemiczne kwasów karboksylowych oraz bezwodników, chlorków i amidów. Otrzymywanie i właściwości estrów. Kwasy tłuszczowe i tłuszcze. Hydroliza kwasowa i zasadowa tłuszczów

14 Związki zawierające azot: aminy, aminokwasy, peptydy, białka-budowa wzory, nazewnictwo, reakcje charakterystyczne.

15 Węglowodany:budowa, właściwości, reakcje charakterystyczne.Wykrywanie tłuszczów, białek i cukrów w artykułach spożywczych.

Statystyka przedmiotu [godziny ; ECTS]

1. Liczba godzin oraz punktów ECTS - przedmiot obowiązkowy 75 ; 3

2. Liczba godzin oraz punktów ECTS - przedmiot do wyboru

3. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje poprzez bezpośredni kontakt z nauczycielem akademickim (wykłady, ćwiczenia, seminaria....) 90; 3,60

4. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach praktycznych np. laboratoryjne, projektowe, terenowe, warsztaty 60,00; 2,00

5. Przewidywany nakład pracy własnej (bez udziału prowadzącego lub z udziałem w ramach konsultacji) konieczny do realizacji zadań programowych przedmiotu. 15; 0,60

"1. J. Szymońska, P. Szlachcic, E. Kulig, O. Michalski, A. Wisła, „Chemia I. Skrypt do ćwiczeń laboratoryjnych”, Wyd. Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, 2009

2. A. Erndt i współpr. ""Chemia nieorganiczna i analityczna"" skrypt do ćwiczeń, AR, Kraków 1989.

3. A. Erndt ""Podstawy chemii ogólnej i nieorganicznej"" PWN, Warszawa 1989.

4. A. Bielański ""Podstawy chemii nieorganicznej"" PWN, Warszawa 1986.

5. M. Litwin, Sz. Styka -Wlazło, J. Szymońska „Chemia organiczna” , Nowa Era, Warszawa 2005

6. A. Erndt „Chemia organiczna” cz.1 i 2, Akademia Rolnicza, Kraków 1996

7. H. Hart „Chemia organiczna. Krótki kurs.” Warszawa, PZWL 2006

"

wiedza: Efekty Kształcenia: student:

CHO_W01 Student zna podstawowe pojęcia i prawa w zakresie chemii ogólnej i nieorganicznej

CHO_W02 Student zna zasady nomenklatury chemicznej i obliczeń stechiometrycznych

Umiejętnosci:

CHO_U01 Student umie wykorzystać techniki analizy ilościowej w zakresie alkacymetrii i oksydymetrii do oznaczania prostych substancji chemicznych.

CHO_U02 Student umie wykonań obliczenia stechiometryczne do rozwiązywania problemów chemicznych

CHO_U03 Student umie wykorzystać proste techniki laboratoryjne do syntezy i analizy najważniejszych grup związków organicznych

Kompetencje społeczne:

CHO_K01 Student ma świadomość poczucia odpowiedzialności podczas pracy w laboratorium chemicznym

CHO_K02 Student jest przygotowany do współpracy w grupie.

CHO_K03 Student ma świadomość i potrafi ocenić zagrożenia różnorodnych czynników na środwisko przyrodnicze oraz potrzebę poszerzania wiedzy.

Egzamin pisemny (test z wyboru i uzupełnienia + zadania obliczeniowe)

Ćwiczenia: rozwiązywanie zadań na poszczególnych ćwiczeniach lub symulacje komputerowe na bieżąco oceniane przez prowadzących pod względem poprawności ich rozwiązania oraz organizacji pracy w zespole.

Ocena końcowa z ćwiczeń: średnia uzyskana z poszczególnych ćwiczeń.

1. Ocena niedostateczna (2,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie co najmniej jednej z trzech składowych (W, U lub K) przedmiotowych efektów kształcenia student uzyska mniej niż 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

2. Ocena dostateczna (3,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie każdej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia student uzyska przynajmniej 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

3. Ocena ponad dostateczna (3,5): wystawiana jest na podstawie średniej arytmetycznej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia (średnio 61-70%).

4. Podobny sposób obliczania ocen jak przedstawiony w pkt. 3 przyjęto dla ocen dobrej (4,0 - średnio 71-80%), ponad dobrej (4,5 - średnio 81-90%) i bardzo dobrej (5,0 - średnio >90%).

UWAGA: Prowadzący zajęcia, na podstawie stopnia opanowania przez studenta obowiązujących treści programowych danego przedmiotu, w oparciu o własne doświadczenie dydaktyczne, formułuje ocenę, posługując się podanymi wyżej kryteriami formalnymi.