| 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. |
| Tematy zajęć: |
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
- 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.)
|