Chemia nieorganiczna

obowiązkowe

Celem realizacji przedmiotu jest :

- usystematyzowanie i poszerzenie – o nowe fakty i pojęcia – wiadomości z podstawowych obszarów chemii ogólnej i nieorganicznej, zgodnie z aktualnym stanem wiedzy chemicznej;

- rozwój zmysłu obserwacji studentów, ich zdolności abstrakcyjnego i logicznego myślenia oraz umiejętności samodzielnego i efektywnego korzystania z różnych źródeł informacji (słowo mówione oraz zapisane w formie tradycyjnej i na nośnikach elektronicznych);

- opanowanie przez studentów podstawowych czynności i technik laboratoryjnych oraz wiadomości nt. otrzymywania i fizykochemicznych właściwości wybranych pierwiastków i poszczególnych typów związków nieorganicznych.

A.Treści programowe realizowane podczas wykładu:

1. Chemia jako nauka i jako przedmiot studiów. Zakres tematyczny i warunki zaliczenia przedmiotu. Związki między chemią nieorganiczną a innymi dyscyplinami przyrodniczymi oraz jej praktyczne znaczenie w życiu codziennym, technice i rolnictwie.

2. Współczesna interpretacja podstawowych pojęć, praw i wielkości (jednostek) chemicznych. Aktualne zasady terminologii i notacji chemicznej. Systemy klasyfikacyjne prostych i złożonych substancji oraz reakcji chemicznych.

3. Układ okresowy pierwiastków - współczesna interpretacja prawa okresowości. Zmiana właściwości pierwiastków i ich połączeń na tle układu okresowego. Możliwości interpretacyjne układu i ich wykorzystanie do rozwiązywania zadań o treści chemicznej.

4. Rozpowszechnienie pierwiastków w przyrodzie i ich rola w otoczeniu człowieka. Klasyfikacja związków chemicznych nieorganicznych. Równania reakcji - obliczenia stechiometryczne.

5. Roztwory i ich rodzaje. Ilościowa interpretacja składu roztworu - stężenia oraz sposoby ich wyrażania. Obliczanie i przeliczanie stężeń roztworów.

6. Tradycyjna i współczesna hierarchia struktur chemicznych - poziomy organizacji materii. Dualizm korpuskularno- falowy elektronu. Struktura elektronowa atomu - bloki konfiguracyjne w układzie okresowym.

7. Warunki powstawania wiązania chemicznego. Elektroujemność a typ wiązania. Istotne cechy wiązania kowalencyjnego, jonowego i metalicznego.

8. Reakcje w roztworach wodnych. Teorie kwasów i zasad. Równowagi w roztworach elektrolitów. Iloczyn jonowy wody – pH. Odczyn roztworów wodnych. Wskaźniki kwasowo-zasadowe. Reakcje zobojętnienia i wytrącania osadów.

9. Interpretacja reakcji przebiegających ze zmianą stopnia utlenienia reagentów. Utleniacze i reduktory. Praktyczne znaczenie reakcji red-ox. Korozja elektrochemiczna. Współczesne zastosowania ogniw elektrochemicznych.

10-11. Chemia związków kowalencyjnych wybranych pierwiastków bloku s i p oraz przegląd ich właściwości i praktycznych zastosowań.

12-13. Charakterystyczne właściwości pierwiastków bloków d i f. Przebieg zmienności właściwości chemicznych pierwiastków i wybranych połączeń w grupach i okresach układu Mendelejewa.

14. Pisemny sprawdzian zaliczeniowy.

B. Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Organizacja i zasady bezpiecznej pracy w laboratorium. Podstawowe czynności laboratoryjne. Typowe szkło i sprzęt laboratoryjny.

2. Właściwości fizykochemiczne pierwiastków a ich położenie w układzie okresowym. Woda i sposoby wiązania jej cząsteczek w związkach chemicznych.

3. Podstawowe typy reakcji chemicznych i ich stechiometria.

4-5. Związek chemiczny a mieszanina. Ilościowa interpretacja składu roztworu. Sporządzanie roztworów wodnych o określonym stężeniu.

6. Przygotowanie roztworów mianowanych. Elementy analizy miareczkowej.

7. Pisemny sprawdzian śródsemestralny oraz ćwiczenia rachunkowe oparte na równaniach reakcji.

8.. Wybrane metody rozdziału mieszanin (filtracja, krystalizacja, dekantacja).

9. Stany równowagowe w roztworach elektrolitów. Autodysocjacja wody, dysocjacja jonowa, hydroliza. Odczyn roztworów i sposoby jego określania.

10. Wytrącanie i rozpuszczanie osadów (zapisywanie równań reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej).

11. Właściwości utleniająco-redukujące wybranych substancji chemicznych. Zapisywanie równań reakcji red - ox.

12. Elektroliza wody i wodnych roztworów elektrolitów. Reakcje elektrodowe. Elektrolizer a ogniwo.

13. Odrabianie zaległych ćwiczeń, uzupełnianie dziennika laboratoryjnego,

poprawa ocen z pisemnych i ustnych sprawdzianów.

14. Zajęcia zaliczeniowe: sprawdziany praktyczne z zastosowań typowych technik laboratoryjnych; porządkowanie stanowisk pracy i pracowni; uzyskiwanie zaliczeń.

Wykaz literatury

A. Literatura podstawowa

1 Arni A. 1996: Repetytorium z chemii. Chemia ogólna i nieorganiczna, WSiP, Warszawa

2. Bielański A. 2010: Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa

3. Górski A. 2003: Klasyfikacja pierwiastków chemicznych i związków nieorganicznych, WNT, Warszawa

4. Kowalczyk-Dembińska H. 2007: Ćwiczenia rachunkowe z chemii, Wyd. UMK

5. Mastalerz P. 2011: Elementarna chemia nieorganiczna, Wyd. Chemiczne, Wrocław

6. Mironowicz A., Gawęcka K. 2010: Chemia nieorganiczna. Ćwiczenia. Uniw. Przyrodniczy, Wrocław

7. Poźniczek M.M., Kluz Z. 2007-2008: Wybieram chemię. Pełny zakres treści kształcenia…Cz 1 i 2., ZamKor, Kraków

8. Seliger P. 2009: Zeszyt laboratoryjny. Chemia ogólna i nieorganiczna, Wyd. UŁ

9. Stasicka Z., Achmatowicz O. 2005: Kompendium terminologii chemicznej, ZamKor, Kraków

B. Literatura uzupełniająca

1. Heiserman D.L. 1999: Księga pierwiastków chemicznych, Prószyński i S-ka, Warszawa

2. Hubicki Z. (red.) 2017: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii nieorganicznej. Podręcznik dla studentów chemii technicznej. Wyd. UMCS

3. Kluz Z. i in. 1996: Pytania i zadania z chemii – różne stopnie wtajemniczenia, WSiP, Warszawa

4. Krygowski T.M. (red.) 2004: Słownik szkolny CHEMIA, WSiP, Warszawa

5. Mizerski W. 2003: Tablice chemiczne, wyd. Adamantan, Kraków

6. Pazdro K., Rola-Noworyta A. 2013: Akademicki zbiór zadań z chemii ogólnej, Wyd. PAZDRO, Warszawa

7. Praca zbiorowa 2012: Ćwiczenia z chemii nieorganicznej i analitycznej, Wyd. SGGW

8. Smolik M. (red.) 2015: Eksperymentalna chemia nieorganiczna, Wyd. PŚ, Gliwice

9. Soczewka J. 2005: Chemia – Jak rozwiązywać zadania, KRAM, Warszawa

10. Tablice: Biologia-Chemia (praca zbiorowa), 2004, WSiP, Warszawa

Po ukończeniu kursu student/studentka:

Wiedza:

- zna i rozumie ogólne prawa przyrody, wybrane teorie, twierdzenia oraz terminologię i zasady notacji chemicznej z zakresu chemii ogólnej i nieorganicznej zgodnie z aktualnym stanem wiedzy chemicznej oraz zaleceniami IUPAC;

- zna i rozumie podstawowe koncepcje organizacji i struktury materii oraz systemy klasyfikacyjne pierwiastków, związków i reakcji chemicznych, a także znaczenie przemian chemicznych zachodzących w otoczeniu człowieka i wpływu jego działalności) na środowisko;

- zna: podstawowe elementy sprzętu laboratoryjnego i prostej aparatury chemicznej, zasady bezpiecznego posługiwania się substancjami oraz postępowania w sytuacji zagrożenia zdrowia lub życia, podstawowe metody i techniki badawcze wykorzystywane w laboratorium chemii ogólnej i nieorganicznej,

- rozumie i wyjaśnia przebieg reakcji chemicznych określonego typu oraz rozpoznaje zależności przyczynowo-skutkowe i przewiduje właściwości substancji na podstawie znajomości ich budowy i położenia pierwiastków w układzie okresowym

- orientuje się w: zależnościach między chemią a innymi dyscyplinami przyrodniczymi, w najważniejszych osiągnięciach chemii ogólnej i nieorganicznej oraz w praktycznej przydatności wiedzy chemicznej w różnych dziedzinach życia.

Umiejętności:

- poprawnie posługuje się współczesnym aparatem pojęciowym, terminologią i notacją chemiczną oraz przeprowadza obliczenia chemiczne z wykorzystaniem poznanych praw, definicji i metod matematycznych;

- prawidłowo posługuje się substancjami o różnych właściwościach, organizuje ukierunkowane (instrukcją) obserwacje i doświadczenia chemiczne;

- samodzielnie wykonuje proste czynności laboratoryjne i pomiary, stwierdza i uogólnia fakty oraz stosuje zasady teoretycznego i empirycznego opisu chemicznego w rejestrowaniu wyników przeprowadzonych eksperymentów;

- wyszukuje, selekcjonuje, ocenia i użytkuje informacje (potrzebne do rozwiązania określonego problemu) pochodzą-ce z różnorodnych, ale obiektywnych i wiarygodnych źródeł wiedzy

- twórczo korzysta z posiadanego zasobu wiadomości i umiejętności przedmiotowych oraz ogólnokształcących (szczególnie w zakresie syntezy i analizy myślowej, porównywania, abstrahowania i wnioskowania),

Kompetencje społeczne (postawy):

- wykazuje odpowiedzialność za powierzony sprzęt i odczynniki chemiczne oraz za bezpieczeństwo pracy własnej i innych, - uczestniczy w pracach grupowych, postępuje etycznie i w sposób krytyczny ocenia własne wyniki przeprowadzonych doświadczeń chemicznych;

- ma świadomość potrzeby samokształcenia i doskonalenia posiadanego zasobu wiadomości i umiejętności przedmiotowych (teoretycznych i manualnych) oraz ogólnokształcących (logicznych i metodologicznych)

Formy zaliczenia

Wykład: zaliczeniowy sprawdzian pisemny – pytania otwarte, sprawdzające stopień znajomości i rozumienia podstawowych wiadomości oraz opanowania umiejętności przedmiotowych (z dostępem do układu okresowego pierwiastków)

Laboratorium: zaliczenie na podstawie ocen cząstkowych: bieżąca kontrola ustna i ocena (opisowa) zaangażowania i merytorycznego przygotowania studentów do ćwiczeń , bieżąca obserwacja i ocena („na stopień”) samo-dzielności i poprawności postępowania studenta podczas wykonywania doświadczeń i prowadzenia dziennika laboratoryjnego, kolokwium zaliczeniowe – (śródsemestralne i końcowe): podstawy teoretyczne ćwiczeń i praktyczny sprawdzian poprawności opanowania i stosowania zasad BHP oraz wykonania prostych czynności laboratoryjnych,

Podstawowe kryteria

Wykład: 50% + 1 poprawnych odpowiedzi

Konwersatorium: ustalanie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych

Laboratorium: ustalanie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych