Chemia ogólna

obowiązkowe

---

Założenia i cele przedmiotu:

Założeniem i głównym celem kursu chemii ogólnej jest umożliwienie studentom głębszego zrozumienia podstaw chemii poprzez powiązanie pojęć: cząstka elementarna – atom – cząsteczka – energia – właściwości pierwiastków i związków chemicznych, przy wykorzystaniu poznanych praw i zależności.

Kierunek CHEMIA, wszystkie specjalności

Wykład, Chemia ogólna, semestr 1, 45 godzin, egzamin

Dr Artur Suchan

Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne. Stechiometria. Utlenianie i redukcja. Materia. Cząstki elementarne. Foton i promieniowanie elektromagnetyczne. Widma atomowe. Planetarny model budowy atomu - teoria Bohra. Falowa natura elektronu. Orbitale. Korpuskularno-falowa teoria budowy atomu. Izotopy. Przemiany promieniotwórcze. Układ okresowy pierwiastków, prawo okresowości. Fizyczne właściwości sfery walencyjnej. Teoria wiązań walencyjnych. Struktura elektronowa cząsteczek. Hybrydyzacja i wielościany koordynacyjne. Teoria orbitali molekularnych. Energia i rząd wiązania. Cząsteczki pierwiastków II okresu. Oddziaływania słabsze od walencyjnych, wiązanie wodorowe, siły międzycząsteczkowe. Wiązanie jonowe. Struktury jonowe. Wiązanie metaliczne. Pasmowa teoria ciała stałego. Stany materii: gazowy, ciekły, stały. Sieć przestrzenna. Kryształ. Komórki Bravaisa. Struktury metali. Jonowe sieci krystaliczne. Struktury pierwiastków. Kryształy molekularne. Pierwiastki metaliczne. Cząsteczkowe substancje stałe. Struktury makromolekularne. Przemiany fazowe. Roztwory. Stężenia. Osmoza. Elektrolity. Rozpuszczalność. Koloidy. Teorie kwasów i zasad. Reakcje chemiczne w roztworach. Reakcje redoks w roztworach. Amfoteryczność. Termodynamika chemiczna, funkcje stanu. Energia wewnętrzna i entalpia układu. Entalpia przemiany. Entropia i prawdopodobieństwo. Entalpia swobodna układu. Szybkość reakcji chemicznych. Teoria stanu przejściowego. Kataliza. Równowaga chemiczna. Prawo działania mas. Przesunięcia równowagi. Równowaga chemiczna i entalpia swobodna. Równowaga chemiczna w roztworach wodnych. Dysocjacja wody, pH. Roztwory słabych kwasów i zasad. Bufory. Dysocjacja jonów kompleksowych. Iloczyn jonowy. Strącanie. Równowagi w roztworach soli. Elektrochemia. Ogniwa, reakcje potencjałotwórcze. Standardowa elektroda wodorowa. Potencjały standardowe półogniw. Szereg napięciowy metali. Elektroliza. Korozja.

Konwersatorium 1, semestr 1, 15 godzin, zaliczenie na ocenę

Dr Artur Suchan

Ćwiczenia teoretyczne o problematyce związanej tematycznie z wykładem. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne. Budowa atomu. Układ okresowy pierwiastków. Wiązania chemiczne. Stany materii. Roztwory. Reakcje chemiczne. Termodynamika chemiczna. Szybkość reakcji chemicznych. Równowaga chemiczna. Równowaga chemiczna w roztworach wodnych. Elektrochemia.

Ćwiczenia (rachunkowe) 2, semestr 1, 30 godzin, zaliczenie na ocenę,

Dr Gabriela Dyrda

Zadania rachunkowe z zakresu podstawowych praw i pojęć chemicznych. Bilansowanie reakcji redoks. Stężenia roztworów. Stechiometria roztworów. Równowaga reakcji chemicznych, stan równowagi, stała równowagi, stopień przereagowania. Wodne roztwory mocnych kwasów i zasad. Skala kwasowości oparta na wykładniku wodorowym. Słabe kwasy i słabe zasady; stopień dysocjacji. Hydroliza soli. Bufory. Iloczyn rozpuszczalności. Moc jonowa roztworu; stężenie i aktywność. Potencjały standardowe układów redoks; siła elektromotoryczna ogniwa. Reakcje redoks a przepływ prądu. Równowaga reakcji redoks.

Laboratorium, semestr 1, 60 godzin, zaliczenie na ocenę

dr Gabriela Dyrda

Podstawowe techniki laboratoryjne: ważenie, oznaczanie temperatury topnienia i wrzenia. sporządzanie roztworów, krystalizacja, destylacja, ekstrakcja, chromatografia. Właściwości pierwiastków wybranych grup układu okresowego i ich związków, rozdział ilościowy i jakościowy składników mieszaniny. Zapoznanie ze specyfiką reakcji organicznych. Właściwości gazów. Właściwości roztworów elektrolitów. Równowagi w roztworach elektrolitów: stała i stopień dysocjacji.

Literatura

Wykład, konwersatorium do wykładu

1. Jones L., Atkins P., Chemia ogólna. Cząsteczka, materia, reakcje, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

2. Sienko M. J., Plane R. A., Chemia. Podstawy i zastosowania, WNT, Warszawa 2002.

3. Pajdowski L., Chemia ogólna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.

4. Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, t. 1 i 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

Konwersatorium - ćwiczenia rachunkowe

5. Jabłoński A., et al., Obliczenia w chemii nieorganicznej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997.

6. Śliwa A., (red.), Obliczenia chemiczne, PWN, Warszawa 1982.

7. Jones L., Atkins P., Chemia ogólna. Cząsteczka, materia, reakcje, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

8. Ufnalski W., Podstawy obliczeń chemicznych z programami komputerowymi, WNT, Warszawa 1999.

Laboratorium

9. A. Domański, B. Dawidowska-Marynowicz, Laboratorium chemii ogólnej nie tylko dla chemików, Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego, Wydanie IV poprawione, Opole 2011.

Efekty kształcenia:

Po ukończeniu kursu chemii ogólnej student posiada wiedzę ogólną o przedmiocie, zna podstawowe prawa i pojęcia chemiczne oraz posiada umiejętności techniki laboratoryjnej. Na tej podstawie potrafi powiązać obserwacje zjawisk chemicznych z ich chemiczną interpretacją. Ukończenie kursu chemii ogólnej umożliwia studentowi przystąpienie do podjęcia kursów chemii fizycznej, nieorganicznej i organicznej.

Wiedza

EKW01 Wymienia i omawia podstawowe prawa chemiczne oraz ogólne koncepcje, teorie stosowane w chemii oraz zasady klasyfikacji związków chemicznych K_W01, K_W02, P6S_WG

EKW02 Przedstawia wiadomości w zakresie budowy atomu, w tym jego struktury elektronowej oraz korpuskularno-falowy charakter cząstek i materii. K_W04, K_W07, P6S_WG

EKW03 Podaje treść prawa okresowości (w różnych brzmieniach) i charakteryzuje układ okresowy pierwiastków oraz omawia związek właściwości fizycznych i chemicznych pierwiastka z jego położeniem w układzie okresowym. K_W03, K_W05, K_W02, P6S_WG

EKW04 Omawia różne rodzaje wiązań chemicznych i oddziaływań międzycząsteczkowych, oraz ich wpływ na właściwości fizyczne i chemiczne substancji K_W04, K_W05 , K_W03, P6S_WG

EKW05 Omawia główne założenia teorii wiązań walencyjnych i orbitali molekularnych. K_W01, K_W04, K_W07, P6S_WG

EKW06 Omawia metodę hybrydyzacji (wielościanów hybrydyzacyjnych) i model VSEPR służące do określania i przedstawienia geometrii prostych cząstek. K_W04, P6S_WG

EKW07 Przedstawia najważniejsze właściwości fizyczne i wielkości fizykochemiczne charakteryzujące gazowy, ciekły i stały stan skupienia materii. K_W014, K_W05, K_W03, P6S_WG

EKW08 Podaje klasyfikacje roztworów i omawia ich właściwości fizyczne, opisuje ich skład ilościowy i jakościowy. K_W02, K_W03, P6S_WG

EKW09 Wymienia i charakteryzuje różne typy reakcji chemicznych zachodzących w roztworach wodnych elektrolitów z uwzględnieniem opisu ilościowego (fizykochemicznego) dotyczącego tych przemian K_W06, K_W05, K_W03, P6S_WG

EKW10 Omawia podstawowe zagadnienia z zakresu chemii fizycznej dotyczące termodynamiki, kinetyki, statyka i elektrochemii K_W15, K_W18, K_W05, P6S_WG

EKW11 Charakteryzuje podstawowe metody otrzymywania prostych związków, ich wyodrębniania i identyfikacji. K_W05, K_W08, K_W10, P6S_WG

Umiejętności

EKU1 Przedstawia za pomocą odpowiednich zapisów budowę atomów, jonów i cząsteczek w tym ich konfiguracje elektronowe. K_W04, K_U02, P6S_WG, P6S_UW

EKU2 Potrafi skorelować budowę atomów, jonów i cząsteczek, w tym ich konfiguracje elektronowe, z właściwościami chemicznymi i fizycznymi K_W04, K_U02, P6S_WG, P6S_UW

EKU3 Zapisuje równania różnych typów reakcji chemicznych zachodzących w roztworach wodnych elektrolitów korelując je z odpowiednim opisem ilościowym – fizykochemicznym - dotyczącym tych przemian K_W05, K_U02, P6S_UW

EKU4 Rozwiązuje zadania jakościowe i ilościowe z zakresu chemii ogólnej oraz posługując się ogólnymi wiadomości z zakresu tzw. chemii fizycznej rozwiązuje

proste zadania z termodynamiki, kinetyki, statyki i elektrochemii. K_U6, K_U02, P6S_UW

EKU5 Posługuje się podstawowymi technikami laboratoryjnymi, aparaturą oraz sprzętem laboratoryjnym K_U01, K_U05, K_U08, P6S_UW, P6S_UO

EKU6 Przeprowadza proste syntezy, rozdziela składniki mieszaniny, oczyszcza i identyfikuje proste związki chemiczne. K_U01, K_U10, K_U09, K_U05, K_U04, P6S_UW, P6S_UO

EKU7 Monitoruje przebieg doświadczenia oraz prowadzi systematyczny i rzetelny zapis obserwacji podczas wykonywania eksperymentu oraz pomiarów fizykochemicznych K_U07, K_U05,K_U13, P6S_UW, P6S_UO

EKU8 Opracowuje uzyskane dane doświadczalne w postaci sprawozdań K_U4, K_U13, K_U15, K_U20, P6S_UW, P6S_UO, P6S_UU

Kompetencje

EKK1 Jest świadomy ryzyka związanego ze stosowaniem substancji chemicznych i odpowiedzialności za bezpieczeństwo pracy własnej i innych. K_K03, K_K12, P6S_KO, P6S_KO

EKK2 Ma świadomość konieczności systematycznej i rzetelnej pracy związanej ze zdobywaniem wiedzy oraz podczas wykonywania eksperymentu, gromadzenia danych eksperymentalnych i ich opracowaniu. K_K01, K_K07, P6S_KR, P6S_KO

EKK3 Posiada umiejętności interpersonalne umożliwiające jego pracę w grupie K_K02, P6S_KO

Egzamin: zaliczenie z oceną, egzamin pisemny

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest wcześniejsze uzyskanie zaliczeń z konwersatorium, ćwiczeń rachunkowych i laboratorium

Próg zaliczeniowy:

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 90% sumarycznej liczby punktów z egzaminu.

Konwersatorium: zaliczenie z oceną, zaliczenie 3 pisemnych kolokwiów, zaliczenie sprawdzianu z nazewnictwa związków chemicznych oraz sprawdzianu z symboliki chemicznej.

Próg zaliczeniowy:

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 90% sumarycznej liczby punktów.

Ćwiczenia rachunkowe: zaliczenie z oceną, zaliczenie 3 pisemnych kolokwiów

Próg zaliczeniowy:

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 95% sumarycznej liczby punktów.

Laboratorium: zaliczenie z oceną

Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych przewidzianych harmonogramem, zaliczenie sprawdzianów pisemnych z zakresu realizowanych ćwiczenia (student pisze je przed przystąpieniem do realizacji ćwiczeń) oraz opracowanie i zaliczenie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.

Próg zaliczeniowy:

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 95% sumarycznej liczby punktów.

-----