Wyższa Szkoła Przedsiębiorczości i Rozwoju Regionalnego

Sylabus przedmiotu:
Chemia
Prowadzący przedmiot: dr inż. Ludmiła Rossa, mgr inż. Marek Urbaniak
Kontakt dla studentów: e-mail: l.rossa@imuz.edu.pl
tel.: 0 22 720 05 31 do 38 w. 237 lub 264, tel. kom.: 0 698 503 677
Nazwa przedmiotu: Chemia
Forma zajęć: wykłady, ćwiczenia
Opis przedmiotu:

Przedmiot zaliczany jest do przedmiotów podstawowych na kierunku: ochrona środowiska.
Realizowany jest w 2 i 3 semestrze studiów (I i II rok) w wymiarze:

Studia niestacjonarne:

  • godziny obliczeniowe (45'): wykłady - 40 godz.; ćwiczenia - 40 godz.
  • godziny realizowane (50'): wykłady - 36 godz.; ćwiczenia - 36 godz.  

ECTS I rok -5 pkt. i II rok - 9

W ramach przedmiotu studenci zapoznają się z podstawowymi pojęciami i prawami chemicznymi, rodzajami związków i reakcji chemicznych, zwłaszcza w roztworach oraz z uczą określać właściwości pierwiastków na podstawie układu okresowego. Przedstawiane im są metody analizy chemicznej wraz z podstawami statystycznego opracowania wyników. Studenci zapoznają się z elementami termodynamiki, kinetyki i równowagi procesów odwracalnych i nieodwracalnych, a także z podstawami elektrochemii. Omówione są również wybrane klasy związków organicznych, szczególnie związków wielkocząsteczkowych, występujących w przyrodzie.

Podczas ćwiczeń studenci wykształcają umiejętności posługiwania się metodami analitycznymi i obliczeniowymi w ocenie procesów zachodzących w środowisku.
Cel zajęć : Głównym celem zajęć jest nabycie umiejętności opisu właściwości pierwiastków i związków chemicznych oraz stanów materii; opisu podstawowych typów reakcji za pomocą równań; wykonywania obliczeń chemicznych; otrzymywania i identyfikacji prostych związków chemicznych; pomiaru lub wyznaczania wartości oraz oceny wiarygodności wielkości fizykochemicznych; bezpiecznego postępowania z chemikaliami oraz selekcji i utylizacji odpadów chemicznych.
Warunki zaliczenia:

Przedmiot zakończony jest egzaminem. Egzamin jest przeprowadzany dwustopniowo:
I stopień (obowiązkowy) - egzamin pisemny - zaliczenie na ocenę dostateczną;
II stopień - egzamin ustny, zaliczenie na ocenę wyższą niż dostateczna.

Przed przystąpieniem do egzaminu wymagane jest uzyskanie zaliczenia ćwiczeń.
Podstawę zaliczenia ćwiczeń stanowi prawidłowe wykonanie analiz chemicznych i opracowania cząstkowych raportów z poszczególnych zajęć oraz samodzielnego wykonania poleconych zadań poza zajęciami.

Ocena końcowa uwzględnia również sprawdzian wiedzy studenta z zakresu wiedzy obowiązującej na ćwiczeniach, jego aktywność podczas zajęć, obecność.
Tematy zajęć:
  1. Chemia ogólna. Budowa materii

    Budowa atomu, struktura elektronowa, wiązania chemiczne. Pierwiastki i związki chemiczne.
    Budowa cząsteczkowa. Klasyfikacja i systematyka związków chemicznych. Prawo zachowania masy Prawo stałości składu. Twierdzenie i liczba Avogadro. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe : Powtórzenie metodyki działania na liczbach (zaokrąglanie liczb przybliżonych, proporcja, obliczanie procentów, interpolacja). Przykłady obliczeń mas cząsteczkowych, ilości moli oraz objętości molowej związków chemicznych. (2 godz.)
  2. Chemia ogólna. Reakcje chemiczne

    Przegląd rodzajów reakcji chemicznych - reakcje syntezy, analizy, wymiany. Reakcje cząsteczkowe, jonowe, rodnikowe. Przemiany w roztworach - dyfuzja, osmoza, dializa. Moc kwasów i zasad. Reakcje jonowe w roztworach - dysocjacja, hydroliza, elektroliza. Reakcje utlenienia i redukcji. Podstawowe reakcje chemii środowiska - nitryfikacja, denitryfikacja, immobilizacja, sorbpcja. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Przypomnienie metod określania wzorów sumarycznych i strukturalnych związków chemicznych. Obliczenia składu procentowego i wagowego związków na podstawie wzorów cząsteczkowych. Wyprowadzanie wzorów związków chemicznych na podstawie stosunków procentowo - wagowych. (2 godz.)
  3. Chemia ogólna. Układ okresowy pierwiastków, część pierwsza

    Przegląd właściwości grup pierwiastków w oparciu o układ okresowy. Metale i niemetale, wodór, gazy szlachetne, metale alkaliczne, metale ziem alkalicznych, metale przejściowe. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Przykłady obliczeń stechiometrycznych. Przypomnienie metod ustalania parametrów reakcji chemicznych. Przykłady obliczeń opartych na równaniach chemicznych. (2 godz.)
  4. Chemia ogólna. Układ okresowy pierwiastków, część druga

    Przegląd właściwości grup pierwiastków w oparciu o układ okresowy, węgiel, tlen, azot, siarka, glinowce, tlenowce, azotowce, fluorowce. Omówienie pierwiastków i związków mających wpływ na globalne zmiany środowiska. Najważniejsze syntezy nieorganiczne w środowisku i technice.(2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Obliczenia stosowane dla reakcji w roztworach wodnych. Przypomnienie rodzajów stężeń. Przykłady obliczeń dotyczących przygotowania roztworów o określonych stężeniach. Przykłady obliczeń dotyczących rozcieńczania, zagęszczania i mieszania roztworów. (2 godz.)
  5. Chemia ogólna: Kinetyka i równowaga chemiczna w roztworach

    Szybkość i rząd reakcji. Równania kinetyczne. Energia aktywacji. Kataliza. Dynamiczny charakter równowagi chemicznej. Zależność stałej równowagi od temperatury, ciśnienia i stężenia reagentów - prawo przekory. Iloczyn jonowy wody, wykładnik pH. Roztwory buforowe. Iloczyn rozpuszczalności. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Przykłady zastosowania mnożników analitycznych. Obliczanie odważek analitycznych. Obliczenia dotyczące ustalenia miana roztworów, objętości roztworów stosowanych w analizie wagowej i miareczkowej. Obliczenia procentowej lub wagowej zawartości badanego składnika. (2 godz.)
  6. Chemia analityczna: jakościowa analiza anionów i kationów

    Pobieranie prób do analizy. Podstawowe techniki analityczne. Klasyczne metody identyfikacji. Elementy instrumentalnej analizy jakościowej. Zastosowanie spektroskopii elektronowej, oscylacyjnej, NMR i IR do identyfikacji substancji. (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Wykrywanie chlorków, węglanów, siarczanów (IV) i siarczanów (VI). (2 godz.)
  7. Chemia analityczna: klasyczne metody analizy ilościowej

    Metody rozdzielania mieszanin. Metody zagęszczania. Analiza wagowa. Analiza miareczkowa - alkacymetria, kompleksometria, redoksometria i argentometria. Tworzenie krzywych wzorcowych. Metoda dodatku wzorca wewnętrznego. Kolorymetria - prawo Lamberta - Beera. (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Wykrywanie srebra, miedzi i cynku. (2 godz.)
  8. Chemia analityczna: instrumentalne metody analizy ilościowej, część pierwsza

    Metody elektrochemiczne - potencjometria, konduktometria. Fotometria płomieniowa. Spektrofotometria w świetle widzialnym (VIS), nadfiolecie (UV), i podczerwieni (IR). Emisyjna i adsorbcyjna spektrometria atomowa. (2godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Wykrywanie wapnia, sodu i potasu. (2godz.)
  9. Chemia analityczna: instrumentalne metody analizy ilościowej, część druga

    Spektroskopia NMR. Spektroskopia masowa. Chromatografia cienkowarstwowa (TLC), Chromatografia gazowa (GC). Ciśnieniowa chromatografia cieczowa (HPLC). (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Pomiary pH i przewodności elektrolitycznej. Objętościowe oznaczanie kwasów i zasad. (2 godz.)
  10. Podstawy statystycznego opracowania wyników badań.

    Omówienie precyzji i dokładności pomiarów. Elementy rachunku błędów - błędy systematyczne, grube i przypadkowe, odchylenie standardowe, średni błąd kwadratowy i sumowanie błędów. Rozkład wyników pomiarowych. Statystyka opisowa - wartości średnie minimalne, maksymalne, mediana, współczynnik zmienności i kwartyle. Metoda najmniejszych kwadratów, współczynnik regresji, współczynnik korelacji. (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Objętościowe oznaczanie żelaza (II) i chlorków. (2 godz.)
  11. Chemia fizyczna: elementy budowy materii

    Budowa jądra atomowego, reakcje jądrowe. Elektronowa struktura atomu. Budowa cząsteczek. Elementy kinetycznej teorii cząsteczkowej. (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Kolorymetryczne oznaczanie żelaza. Przygotowanie krzywej wzorcowej (2 godz.)
  12. Chemia fizyczna: Stany skupienia materii

    Stan gazowy, gaz doskonały równanie gazu doskonałego, gaz rzeczywisty równanie van der Waalsa. Stan stały. Krystalografia. Izomorfizm i polimorfizm. Stan ciekły, równowagi fazowe - prawo podziału, reguła faz Gibbsa. Równowagi w układach dwuskładnikowych, azeotropia. Koloidy i roztwory koloidalne. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe : Przykłady obliczeń objętości gazów powstających w reakcjach chemicznych. Obliczenia rozpuszczalności gazów w cieczach w zależności od temperatury. Obliczenia ciśnienia par nasyconych nad roztworami w przypadku cieczy lotnych i nielotnych. (2 godz.)
  13. Chemia fizyczna; termodynamika i termochemia

    Zasady termodynamiki. Prawo Hessa, Prawo Kirchoffa. Energia wewnętrzna, entalpia, entropia, energia swobodna. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Przykłady obliczeń opartych na pierwszej i drugiej zasadzie termodynamiki. Zmiany ciepła właściwego, entropii i entalpii swobodnej na skutek reakcji chemicznych lub zmiany warunków fizycznych. (2 godz.)
  14. Chemia fizyczna: elementy elektrochemii

    Prawo Nernsta, ogniwa, potencjał półogniw, szereg napięciowy. Rodzaje elektrod, prawa elektrolizy, reakcje elektrodowe. Korozja. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Obliczenia składu mieszaniny w stanie równowagi i zmian składu na skutek zmiany warunków. Obliczanie pośrednie stałej równowagi. Obliczenia stopnia i stałej dysocjacji. Obliczanie pH roztworów o znanym stężeniu i stałej dysocjacji Obliczenia stopnia i stałej hydrolizy. Obliczanie siły elektromotorycznej ogniw i ich potencjału. (2 godz.)
  15. Chemia organiczna: budowa związków organicznych

    Budowa cząsteczek, podstawowe oddziaływania miedzycząsteczkowe, występujące wiązania chemiczne. Klasyfikacja i semantyka związków organicznych. Szeregi homologiczne. (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne: Pokazowe ćwiczenia w laboratoriach IMUZ - Kolorymetria przepływowa - oznaczanie fosforanów, azotanów i amonu. Spektroskopia absorpcji atomowej - oznaczanie żelaza, magnezu i potasu. (2 godz.)
  16. Chemia organiczna: rodzaje związków organicznych i ich właściwości chemiczne, część pierwsza

    Węglowodory alifatyczne i aromatyczne, chlorowcozwiązki i hydroksyzwiązki. Alkohole nasycone i nienasycone. Fenole. Etery. Występowanie i znaczenie omawianych związków organicznych w środowisku i technice. Ropa naftowa - pochodzenie i przetwórstwo. (2 godz.)

    Ćwiczenia laboratoryjne : Pokazowe ćwiczenia w laboratoriach IMUZ - chromatograficzne oznaczanie związków organicznych. (2 godz.)
  17. Chemia organiczna: rodzaje związków organicznych i ich właściwości chemiczne, część druga

    Nasycone i nienasycone aldehydy i ketony. Kwasy organiczne i ich pochodne. Azotowe związki organiczne. Fosforowe i siarkowe związki organiczne. Izomeria optyczna. Występowanie i znaczenie omawianych związków organicznych w środowisku i technice. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Określanie nazw omówionych związków organicznych. Konstruowanie wzorów związków organicznych na podstawie nazw. Określanie ilości enancjomerów poszczególnych związków organicznych. (2 godz.)
  18. Chemia organiczna: rodzaje związków organicznych i ich właściwości chemiczne, część trzecia

    Związki metaloorganiczne. Wielkocząsteczkowe związki organiczne - lipidy, aminokwasy, peptydy, polipeptydy i białka. Występowanie i znaczenie omawianych związków organicznych w środowisku i technice Reakcje kondensacji i polimeryzacji. (2 godz.)

    Ćwiczenia rachunkowe: Określenie nazw i wzorów rozbudowanych związków organicznych. Elementy strategii syntezy organicznej. (2 godz.)
Spis literatury podstawowej:
  • Szperliński Z.:2002. Chemia w ochronie i inżynierii środowiska WPW Warszawa
  • Drapała T.: 1999. Chemia ogólna nieorganiczna z zadaniami Wydawnictwo SGGW, Warszawa
  • Minczewski J., Marczenko Z.: 2001. Chemia analityczna T. 1-2. PWN Warszawa
Spis literatury uzupełniającej
  • Bielański A.:1994 Chemia ogólna i nieorganiczna. PWN, Warszawa
  • Cotton E., WilkinsonG.: 1995, Chemia nieorganiczna. PWN, Warszawa
  • Harrison T.T., Boyd R.,N.: 1994. Chemia organiczna. PWN, Warszawa
  • Bobrański A.: 1992. Chemia organiczna. PWN, Warszawa
  • Atkins P.,N.: 2001. Chemia fizyczna. PWN, Warszawa
  • Szczepaniak W.:2002 Metody instrumentalne w analizie chemicznej PWN Warszawa