Chemia ogólna i nieorganiczna

stacjonarne

I stopnia

Semestr I

wykłady - 60 godz.

ćwiczenia - 30 godz.

Semestr II

laboratoria - 60 godz.

Razem - 150 godz.

Chemia; Wymagania wstępne: poziom szkoły średniej ogólnokształcącej;

Fizyka; Wymagania wstępne: poziom szkoły średniej ogólnokształcącej;

Matematyka; Wymagania wstępne: poziom szkoły średniej ogólnokształcącej;

prof. dr hab. inż. Krzysztof Czupryński

Semestr I

Podstawy chemii; Atomy, pierwiastki i układ okresowy; Cząsteczki i wiązania chemiczne; Stechiometria; Roztwory i równowagi w roztworach wodnych; Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej; Podstawy kinetyki; Podstawy statyki chemicznej; Wodór, metale alkaliczne (litowce) i metale ziem alkalicznych (berylowce); Pierwiastki przejściowe; Pierwiastki grup IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, 0; Chemiczne środowisko człowieka;

Semestr II

Techniki i zasady pracy w laboratorium; Reakcje charakterystyczne dla kationów Ag+, Hg22+, Pb2+; Reakcje charakterystyczne dla kationów Hg2+,Cu2+ , Cd2+ , Bi3+ , As3+ , As5+ , Sb3+ ,Sb5+ , Sn2+ , Sn4+; Reakcje charakterystyczne dla kationów Co2+, Ni2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Zn2+, Al3+; Reakcje charakterystyczne dla kationów Ca2+, Ba2+, Sr2+, K+, Na+, Mg2+,NH4+; Reakcje charakterystyczne dla anionów; Badanie składu złożonej mieszaniny substancji nieorganicznych.

SEMESTR I

1. Podstawy chemii

Zadania i zakres chemii. Prawa chemiczne. Prawo zachowania masy. Prawo stosunków stałych. Związek chemiczny. Prawo stosunków wielokrotnych.

2. Atomy, pierwiastki i układ okresowy.

Teoria atomistyczna Daltona. Cząstki subatomowe. Masa atomowa. Jednostka masy atomowej. Teoria Bohra. Liczby kwantowe. Dwoista natura elektronów. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Równanie falowe Schrödingera. Orbitale atomowe. Zakaz Pauliego. Reguła Hunda. Kolejność obsadzania poziomów energetycznych. Pierwiastki chemiczne. Układ okresowy pierwiastków.

3. Cząsteczki i wiązania chemiczne.

Budowa cząsteczki chemicznej. Wiązania chemiczne, podstawy teorii wiązań walencyjnych, założenia teorii orbitali molekularnych. Podstawowe typy wiązań chemicznych: wiązanie jonowe, wiązanie kowalencyjne, wiązanie kowalencyjne spolaryzowane, wiązanie koordynacyjne, wiązanie metaliczne.

4. Stechiometria.

Reakcje chemiczne. Stopień utlenienia. Utlenianie i redukcja. Stopień utlenienia, a nomenklatura związków nieorganicznych. Bilansowanie równań chemicznych. Obliczenia z zastosowaniem równań chemicznych. Równoważnik.

5. Roztwory i równowagi w roztworach wodnych.

Stężenie. Elektrolity. Reakcje w roztworach. Obliczenia z wykorzystaniem stałej dysocjacji. Dysocjacja wody, pH. Miareczkowanie i wskaźniki. Roztwory buforowe. Jony kompleksowe. Iloczyn rozpuszczalności. Amfoteryczność. Hydroliza.

6. Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej.

Pojęcie układu. Energia wewnętrzna. I zasada termodynami¬ki. Funkcje stanu. Entalpia. Pojemność cieplna układu pod stałym ciśnieniem i w stałej objętości. II zasada termodynamiki. Entropia. Energia swobodna. Entalpia swobodna. Ciepło reakcji.

7. Podstawy kinetyki.

Szybkość reakcji. Rząd reakcji. Mechanizm reakcji. Cząsteczkowość reakcji. Równania kinetyczne reakcji chemicznych. Zależność szybkości reakcji od temperatury. Akt reakcyjny oraz zespół reakcyjny aktywny. Teorie szybkości reakcji.

8. Podstawy statyki chemicznej.

Reakcje odwracalne. Prawo działania mas. Potencjał chemiczny. Termodynamiczna stała równowagi. Wyznaczanie stałych równowagi. Temperaturowa zależność stałych równowagi.

9. Wodór, metale alkaliczne (litowce) i metale ziem alkalicznych (berylowce).

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie wodoru. Właściwości metaliczne. Występowanie, otrzymywanie i zastosowanie pierwiastków metalicznych i ziem alkalicznych. Związki.

10. Pierwiastki przejściowe.

Konfiguracja elektronowa. Jony kompleksowe. Podgrupy: skandu, tytanu, wanadu, chromu, manganu, żelaza. Triada platynowców lekkich.

11. Pierwiastki grupy IIIA.

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie boru, glinu, galu, indu i talu. Związki.

12. Pierwiastki grupy IVA.

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie węgla, krzemu, germanu, cyny i ołowiu. Związki.

13. Pierwiastki grupy VA.

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie azotu, fosforu, arsenu, antymonu i bizmutu. Związki.

14. Pierwiastki grupy VIA.

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie tlenu, siarki, selenu, telluru i polonu. Związki.

15. Pierwiastki grupy VIIA.

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie fluoru, chloru, bromu, jodu i astatu. Związki.

16. Pierwiastki grupy 0.

Występowanie, otrzymywanie, właściwości i zastosowanie helowców. Związki helowców.

17. Chemiczne środowisko człowieka.

Powietrze. Zanieczyszczenie atmosfery. Silniki spalinowe. Smog fotochemiczny. Zanieczyszczenie wody. Detergenty i eutrofizacja. Dodatki do żywności. Substancje rakotwórcze.

SEMESTR II

1. Techniki i zasady pracy w laboratorium.

Sprzęt, naczynia laboratoryjne, odczynniki, bezpieczeństwo pracy. Równowagi jonowe w roztworach elektrolitów. Rozpuszczalność, iloczyn rozpuszczalności, stany równowag jedno i wielofazowych.

2. Reakcje charakterystyczne dla kationów Ag+, Hg22+.Pb2+.

Analiza wybiorcza i systematyczna kationów I grupy. Zadanie kontrolne.

3. Reakcje charakterystyczne dla kationów Hg2+,Cu2+ , Cd2+ , Bi3+ , As3+ , As5+ , Sb3+ ,Sb5+ , Sn2+ , Sn4+

Analiza wybiórcza i systematyczna kationów II grupy.

Osady krystaliczne i koloidalne – warunki strącania. Reakcje utleniania – redukcji w analizie jakościowej. Zadanie kontrolne.

4. Reakcje charakterystyczne dla kationów Co2+, Ni2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Zn2+, Al3+.

Analiza wybiórcza i systematyczna kationów III grupy. Związki kompleksowe – warunki tworzenia się kompleksów, trwałość związków kompleksowych, zastosowanie w analizie jakościowej. Zadanie kontrolne.

5. Reakcje charakterystyczne dla kationów Ca2+, Ba2+, Sr2+, K+, Na+, Mg2+,NH4+.

Analiza wybiórcza i systematyczna kationów IV i V grupy. Analiza płomieniowa, mikrokrystaloskopowa, kroplowa – jako metody analizy jakościowej. Zadanie kontrolne.

7. Reakcje charakterystyczne dla anionów.

Analiza wybiórcza i systematyczna anionów. Zadanie kontrolne.

8. Badanie składu złożonej mieszaniny substancji nieorganicznych.

Zadanie kontrolne.

podstawowa:

1. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, 2010

2. J. Konarski, K. Radomska, Chemia nieorganiczna cz. I. Podstawy analizy jakościowej, 1986

3. K. Radomska, J. Konarski, Chemia nieorganiczna cz. II. Analiza jakościowa, 1987

uzupełniająca:

1. P.A. Cox, Krótkie wykłady. Chemia nieorganiczna, 2006

2. J. Choma, Chemia ogólna i nieorganiczna, 1991

3. F. A. Cotton, G. Wilkinson, P. L. Gaus, Chemia nieorganiczna. Podstawy, 1995

4. red. A. Śliwa, Obliczenia chemiczne. Zbiór zadań z chemii ogólnej, analitycznej i nieorganicznej, 1970

5. A. Jabłoński, Obliczenia w chemii nieorganicznej, O W PWr. 2002

6. H. Całus, Podstawy obliczeń chemicznych, WNT 1987

W1 - Student zna współczesne poglądy na budowę materii, w tym na budowę atomu, cząsteczki i wiązań chemicznych oraz praw rządzących przemianami chemicznymi. Potrafi pisać i uzgadniać reakcje chemiczne.

W2 - Student zna właściwości chemiczne pierwiastków i ich związków

W3 - Student zna klasyczne metody badań i obserwacji stosowane w analizie jakościowej kationów, anionów, substancji prostych i złożonych.

W4 - Zna podstawowe metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania typowych problemów z zakresu chemii ogólnej.

W5 - Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium analizy jakościowej.

U1 - Potrafi analizować problemy chemiczne oraz znajdować ich rozwiązania w oparciu o poznane prawa, twierdzenia i metody.

U2 - Student potrafi dokonać usystematyzowanego opisu właściwości chemicznych pierwiastków w kontekście podziału na grupy i podgrupy według układu okresowego pierwiastków.

U3 - Student potrafi analizować chemiczne aspekty środowiska naturalnego, w którym żyje.

U4 - Student potrafi przygotować i przedstawić dobrze udokumentowane opracowanie problemu z zakresu analizy związków nieorganicznych.

K1 - Student potrafi pracować i współdziałać w grupie.

K2 - Student ma świadomość wpływu działalności substancji chemicznych na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu, zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych i laboratoriów.

- Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnej i ustnej.

- Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń.

- Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych: zaliczenie pisemnego sprawdzianu.

- Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia laboratoriów: poprawne przeprowadzenie analizy, zaliczenie sprawdzianów pisemnych (wejściówek), poprawny opis eksperymentów - zatwierdzone sprawozdania laboratoryjne.

- Efekty W1, W2, U1, U2, U3, K1 sprawdzane są: na egzaminie.

- Efekty W2, W4, U1, K1, K2 sprawdzane są: na zaliczeniu ćwiczeń.

- Efekty W3, W5, U1, U4, K1, K2 sprawdzane są: na laboratoriach.

brak