Chemia

obowiązkowe

Wiedza z chemii z zakresu liceum ogólnokształcącego.

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów Wydziału Geologii z podstawowymi reakcjami i procesami chemicznymi z chemii ogólnej oraz wskazanie ich roli w nawiązaniu do procesów geochemicznych zachodzących w procesach geologicznych.

Na wykładzie będą przedstawiane następujące zagadnienia:

1. Układ okresowy pierwiastków oraz właściwości pierwiastków wynikające z położenia pierwiastków w układzie okresowym. Budowa atomu: model Thomsona, Rutherforda, Bohra. Zasada nieoznaczoności Heisenberga, konfiguracje elektronowe pierwiastków. Prawo okresowości: zmienność promienia atomowego, energii jonizacji, powinowactwa elektronowego, elektroujemność w układzie okresowym pierwiastków; obliczanie stopnia utlenienia pierwiastków w związkach nieorganicznych i organicznych;

2. Rodzaje wiązań chemicznych (wiązania kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe, metaliczne, koordynacyjne), warunki ich tworzenia; właściwości związków chemicznych wynikające z budowy cząsteczki;

3. Związki kompleksowe, wpływ różnych czynników na trwałość kompleksów, pojęcie ligandu i atomu centralnego, rodzaje ligandów, rodzaje związków kompleksowych, liczba koordynacyjna; nomenklatura kompleksów, izomeria związków koordynacyjnych;

4. Pojęcia autodysocjacji wody, iloczynu jonowego wody Kw, wykładnika stężenia jonów wodorowych - pojęcie pH i pOH roztworów, skala pH. Zasada działania wskaźników kwasowo-zasadowych;

5. Teorie kwasów i zasad wg Lewisa, Arrheniusa i Brönsteda-Lowry’ego, dysocjacja elektrolityczna, stała dysocjacji kwasowej i zasadowej, mocne i słabe kwasy i zasady, stopień dysocjacji, reakcje protolityczne. Związki amfoteryczne i ich reakcje. Otrzymywanie oraz sposób działania roztworów buforowych.

6. Zjawisko hydrolizy soli różnych typów a) soli mocnych jednoprotonowych kwasów i słabych jednowodorotlenowych zasad b) soli mocnych jednowodorotlenowych zasad i słabych jednoprotonowych kwasów c) soli słabych jednoprotonowych kwasów i słabych jednowodorotlenowych zasad d) soli słabych wieloprotonowych kwasów i mocnych jednowodorotlenowych zasad e) soli mocnych jedno- lub dwuprotonowych kwasów i słabych jedno- lub wielowodorotlenowych zasad f) soli słabych jedno- lub wieloprotonowych kwasów i słabych jedno- lub wielowodorotlenowych zasad. Pojęcie stałej hydroliza, wpływ różnych czynników na proces hydrolizy.

7. Zjawisko wytrącania osadów i ich powstawania w przyrodzie. Podstawowe pojęcia: rozpuszczalność, iloczyn rozpuszczalności, czynniki wpływające na rozpuszczalność osadów i ich wytrącanie;

8. Podstawowe pojęcia związane z reakcjami typu redoks – pojęcie utleniacza i reduktora, bilansowanie przykładowych reakcji redoks, reakcje dysproporcjonowania;

9. Podstawy elektrochemii: potencjały standardowe półogniw, szereg napięciowy metali, reakcje metali z kwasami utleniającymi oraz nieutleniającymi, procesy elektrodowe zachodzące w ogniwach galwanicznych, elektroliza wodnych roztworów soli, kwasów oraz zasad.

1. Szmal Zdzisław Stefan, Lipiec Tadeusz: Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Wydawnictwo lekarskie PZWL, Warszawa 1996, 1997.

2. Bielański Adam: Podstawy chemii nieorganicznej, Część 1, 2 i 3, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.

3. Galus Zbigniew: Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000.

4. Gorzelniany Wiktor, Słaby Henryk, Śliwa Alfred, Terpiłowski Janusz, Wojciechowska Jadwiga: Obliczenia chemiczne, Zbiór zadań z chemii ogólnej i analitycznej nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1982.

Po zaliczeniu wykładu student jest w stanie:

1. Zapisać konfiguracje elektronowe pierwiastków. Omówić właściwości chemiczne pierwiastków wynikające z ich położenia w układzie okresowym: zmienność promienia atomowego, energii jonizacji, powinowactwa elektronowego, elektroujemności, wartościowości. Obliczyć stopnie utlenienia pierwiastków w związkach nieorganicznych i organicznych;

2. Omówić rodzaje wiązań chemicznych warunki ich tworzenia; właściwości związków chemicznych wynikające z budowy cząsteczki;

3. Omówić budowę związków kompleksowych, wpływ różnych czynników na trwałość kompleksów, wyjaśnić pojęcia: ligandu, liczby koordynacyjnej, atomu centralnego, izomerii związków kompleksowych;

4. Wyjaśnić i poprzeć przykładami następujące pojęcia: autodysocjacja wody, iloczyn jonowy wody Kw, wykładnik stężenia jonów wodorowych - pojęcie pH i pOH roztworów, skala pH. Omówić teorie kwasów i zasad: Lewisa, Arrheniusa, Brönsteda - Lowry’ego.

5. Wyjaśnić zjawisko hydrolizy soli różnych typów a) soli mocnych jednoprotonowych kwasów i słabych jednowodorotlenowych zasad b) soli mocnych jednowodorotlenowych zasad i słabych jednoprotonowych kwasów c) soli słabych jednoprotonowych kwasów i słabych jednowodorotlenowych zasad d) soli słabych wieloprotonowych kwasów i mocnych jednowodorotlenowych zasad e) soli mocnych jedno- lub dwuprotonowych kwasów i słabych jedno- lub wielowodorotlenowych zasad f) soli słabych jedno- lub wieloprotonowych kwasów i słabych jedno- lub wielowodorotlenowych zasad. Omówić zastosowanie teorii kwasów i zasad Brönsteda - Lowry’ego do reakcji hydrolizy. Potrafi również zdefiniować pojęcia: stała hydrolizy - Kh, roztwory buforowe i zasada ich działania, pojemność buforowa.

6. Wyjaśnić zjawisko wytrącania osadów i ich powstawania w przyrodzie. Zdefiniować pojęcia: rozpuszczalność, iloczyn rozpuszczalności, roztwór nienasycony, nasycony i przesycony.

7. Zdefiniować podstawowe pojęcia z zakresu elektrochemii i reakcji typu redoks: pojęcia utleniacza i reduktora, reakcji dysproporcjonowania. Przedstawić bilansowanie przykładowych reakcji typu redoks, oraz reakcji metali z kwasami. Wyjaśnić procesy zachodzące w ogniwie galwanicznym oraz podczas elektrolizy wodnych roztworów soli, kwasów oraz zasad.

KRK dla kierunku Geologia stosowana

K_W01 - dostrzega wielorakie związki między składowymi środowiska przyrodniczego

K_W02 - zna problemy i metody badawcze z dziedziny nauk przyrodniczych

K_W12 - zna modele opisujące środowisko geologiczne

K_W18 - ma wiedzę na temat rozumienia i stosowania podstawowych terminów w języku obcym (j. angielskim) w zakresie profesjonalnym

K_U01 – wykonuje i opisuje proste zadanie badawcze indywidualnie i zespołowo

K_U05 - zna język obcy na poziomie B2, posługuje się specjalistyczną terminologią w zakresie geoinżynierii i geologii stosowanej w języku polskim i angielskim

K_U06 - wykorzystuje modele środowiskowe do interpretacji zmian zachodzących w przyrodzie ożywionej i nieożywionej

K_K11 - wykazuje krytyczną postawę wobec plagiatu

K_K12 - dba o rzetelność i wiarygodność swojej pracy

Egzamin pisemny po zakończeniu cyklu wykładów. W celu przystąpienia do egzaminu końcowego należy zaliczyć kolokwium obejmujące zakres ćwiczeniowy. Próg zaliczeniowy egzaminu wynosi 51% poprawnych odpowiedzi. W przypadku niezaliczenia pierwszego terminu egzaminu student ma prawo do przystąpienia do egzaminu poprawkowego. Nieobecność studenta na pierwszym terminie egzaminu winna być usprawiedliwiona, w razie braku usprawiedliwienia studentowi przysługuje jedynie termin poprawkowy. Obecność studentów na wykładach nie podlega kontroli ze strony prowadzącego zajęcia.

brak