Chemia ogólna

Znajomość podstawowych pojęć i praw chemicznych.

Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS od roku akademickiego 2015/2016

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

wykład 60

konwersatorium 45

laboratorium 45

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego: 150

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego: 5

Godziny nie kontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie do egzaminu 60

Studiowanie literatury 30

Przygotowanie opracowań z ćwiczeń laboratoryjnych 30

Przygotowanie się do zaliczenia konwersatorium 60

Przygotowanie się do zaliczenia laboratorium 60

Łączna liczba godzin nie kontaktowych: 240

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe: 8

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 13

Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS od roku akademickiego 2017/2018

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

wykład 60

konwersatorium 45

laboratorium 45

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego: 150

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego: 5

Godziny nie kontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie do egzaminu 70

Studiowanie literatury 30

Przygotowanie opracowań z ćwiczeń laboratoryjnych 30

Przygotowanie się do zaliczenia konwersatorium 70

Przygotowanie się do zaliczenia laboratorium 70

Łączna liczba godzin nie kontaktowych: 270

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe: 9

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 14

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.9/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013

W1, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

W2, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

W3, laboratorium - wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, sprawozdania z wykonanych ćwiczeń

W4, laboratorium - wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, sprawozdania z wykonanych ćwiczeń

U1, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U2, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U3, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U4, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

K1, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

K2,laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS uchwałą Nr XXIV-8.4/17 z dnia 28 czerwca 2017 r. tj. od cyklu kształcenia 2017/2018

W1, wykład- egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

W2, wykład- egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

W3, laboratorium - wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, sprawozdania z wykonanych ćwiczeń

W4, laboratorium - wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, sprawozdania z wykonanych ćwiczeń

U1, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U2, wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U3 , wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U4 , wykład - egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U5, laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

U6, laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

K1 , wykład- egzamin pisemny, konwersatorium - przygotowanie do zajęć i aktywność, kolokwia; laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

K2, laboratorium - sprawozdania z wykonanych ćwiczeń, kolokwia

Celem wykładu, konwersatorium i ćwiczeń laboratoryjnych jest zapoznanie studenta z podstawowymi problemami chemii ogólnej, wyjaśnienie i ugruntowanie podstawowych pojęć, które mają znaczenie w następnych etapach kształcenia chemicznego. Omawiane zagadnienia uświadamiają studentom wszelkie przemiany materii we wszechświecie, przemiany materii w najbliższym otoczeniu oraz prawa rządzące tymi przemianami. Student zapoznaje się z elementarnymi pojęciami chemicznymi, poznaje ich znaczenie i wszechobecność w życiu codziennym, przemyśle, medycynie, rozwoju człowieka itd. Student nabiera przekonania o ogromnym powiązaniu chemii z innymi dziedzinami wiedzy.

Wykład obejmuje następujące zagadnienia:

1.MATERIA, PIERWIASTKI I ZWIĄZKI (klasyfikacja materii, przemiany fizyczne i chemiczne, metody rozdziału mieszanin, pochodzenie pierwiastków chemicznych, występowanie, nazwy; podział związków nieorganicznych - metody otrzymywania i nomenklatura).

2.PODSTAWOWE PRAWA I POJĘCIA CHEMICZNE (prawo zachowania masy, prawo zachowania materii, prawo stosunków wielokrotnych, prawo stałych stosunków objętościowych prawo Avogadro, równanie Clapeyrona, mol, masa atomowa, masa molowa, jednostki masy atomowej).

3. REAKCJE CHEMICZNE (podział reakcji chemicznych ze względu na: rodzaj przemiany, fazę, rodzaj cząstek, stopień utlenienia, kierunek przemiany, przemiany energetyczne, prawo Hessa).

4. TERMODYNAMIKA CHEMICZNA: entalpia reakcji, metody wyznaczania entalpii reakcji, entropia, energia swobodnej Gibbsa, zasady termodynamiki.

5. KINETYKA CHEMICZNA-szybkość reakcji chemicznej,równania kinetyczne, pojęcia : rzędowość reakcji chemicznej i cząsteczkowość, czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznej (stężenie, temperatura, katalizator), równanie Arrheniusa, teorie kinetyki chemicznej, mechanizm działania katalizatorów.

6. RÓWNOWAGA CHEMICZNA, stała równowagi chemicznej, prawo działania mas, stopień przereagowania, reguła przekory, wpływ różnych czynników na położenie stanu równowagi.

7. RÓWNOWAGI w ROZTWORACH, podział roztworów, podział koloidów, właściwości koligatywne roztworów, osmoza, rozpuszczalność ciał stałych, cieczy i gazów w wodzie, stężenia, teorie kwasów i zasad: Arrheniusa,BRØNSTEDA-LOWRY’EGO, Lewisa, rozpuszczalnikowa, HSAB, dysocjacja elektrolityczna, elektrolity słabe i mocne, teoria elektrolitów mocnych Debey’a-Hückla, moc jonowa, aktywność, stała i stopień dysocjacji, prawo rozcieńczeń Ostwalda,iloczyn jonowy wody, pH, obliczanie pH mocnych i słabych kwasów i zasad, protoliza, stała i stopień protolizy , rodzaje protolizy, iloczyn rozpuszczalności, roztwory buforowe-rodzaje, mechanizm działania i pH).

8.BUDOWA ATOMU- budowa jądra atomowego, zasady trwałości jąder atomowych, promieniotwórczość sztuczna i naturalna, rodzaje przemian jądrowych, budowa pozajądrowa atomu-dualizm korpuskularno-falowy, zasada nieoznaczoności Heisenberga, równanie Schrödingera,znaczenie liczb kwantowych, zasady rozbudowy powłok elektronowych, kolejność zapełniania poziomów energetycznych w atomach)

9. UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW, zmiana właściwości w grupach i okresach; konfiguracja elektronowa a położenie w układzie okresowym .

10. WIĄZANIA CHEMICZNE, jonowe, kowalencyjne, koordynacyjne, metaliczne, wodorowe, oddziaływania van der Waalsa. Budowa przestrzenna cząsteczek (teoria VSEPR), teorie wiązań (hybrydyzacja, LCAO), wiązania sigma i pi.

11. STAN STAŁY; sieci jonowe i kowalencyjne,

12. ZWIĄZKI KOORDYNACYJNE, podstawowe pojęcia, atom centralny, ligandy, liczba koordynacyjna, nomenklatura, izomeria związków kompleksowych, stała trwałości związków kompleksowych.

Konwersatorium obejmuje następujące zagadnienia:

I. Zagadnienia teoretyczne

1. Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne. Zapis reakcji chemicznych. : synteza, analiza, wymiana pojedyncza i podwójna.

2. Podział związków nieorganicznych, nazewnictwo.

3. Budowa atomu: cząstki elementarne, jądro atomowe, przemiany promieniotwórcze.

4. Poza jądrowa budowa atomu: liczby kwantowe, konfiguracja elektronowa.

5. Układ okresowy pierwiastków: zmiana właściwości w grupach i okresach; konfiguracja elektronowa a położenie w układzie okresowym.

6. Wiązania chemiczne (jonowe, kowalencyjne, koordynacyjne, metaliczne, wodorowe, oddziaływania van der Waalsa). Budowa przestrzenna cząsteczek (teoria VSEPR), teorie wiązań (hybrydyzacja, LCAO), wiązania sigma i pi.

7. Termodynamika chemiczna: pojęcie entalpii, entropii, energii swobodnej Gibbsa, zasady termodynamiki; efekty cieplne reakcji.

8. Kinetyka chemiczna.

9. Elektrochemia (ogniwa, elektroliza).

10. Reakcje redoks.

11. Równowagi jonowe w roztworach (dysocjacja elektrolityczna, teoria słabych i mocnych elektrolitów, iloczyn jonowy wody, skala pH, teorie kwasów i zasad, hydroliza soli, roztwory buforowe, mechanizm działania roztworów buforowych, rozpuszczalność i iloczyn rozpuszczalności).

II. Obliczenia chemiczne

1. Obliczenia stechiometryczne z zastosowaniem podstawowych pojęć i praw chemicznych. (mol, masa atomowa, masa molowa, jednostki masy atomowej; prawo zachowania masy i energii, prawo stosunków stałych, prawo stosunków wielokrotnych, prawo Avogadro, równanie Clapeyrona).

2. Sposoby wyrażania stężeń roztworów (stężenie molowe, procentowe, molalne, ułamek molowy), przeliczanie stężeń, mieszanie roztworów, rozcieńczanie, zatężanie.

3. Obliczanie efektów cieplnych reakcji na podstawie prawa Hessa.

4. Obliczenia kinetyczne.

5. Równowagi jonowe w roztworach: obliczanie aktywności jonów, obliczanie pH mocnych i słabych elektrolitów, pH soli hydrolizujących, pH roztworów buforowych, rozpuszczalność i iloczyn rozpuszczalności.

Laboratorium obejmuje następujące zagadnienia:

1. Otrzymywanie heptahydratu siarczanu(VI) żelaza(II) z żelaza metalicznego.

2. Reakcji wymiany.

3. Reakcje homo- i heterogeniczne.

4. Nadtlenek wodoru jako utleniacz i reduktor.

5. Badanie wpływu pH na kierunek reakcji redox.

6. Badanie właściwości redukujących witaminy C.

7. Wyznaczanie masy molowej pierwiastka.

8. Wyznaczanie masy molowej gazów.

9. Sporządzanie wodnych roztworów elektrolitów o określonym stężeniu molowym.

10. Sporządzanie wodnych roztworów elektrolitów o określonym stężeniu molowym.

11. Rozcieńczanie stężonego kwasu.

12. Wpływ stężenia substratów na szybkość reakcji chemicznej.

13. Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznej.

14. Badanie wpływu temperatury i katalizatora na szybkość reakcji

chemicznej.

15. Wpływ katalizatora na szybkość reakcji chemicznej.

16. Autokataliza.

17. Wpływ stężenia na stan równowagi.

18. Oznaczanie stężenia kwasów i zasad przez miareczkowanie.

19. Oznaczanie zawartości kwasu salicylowego w produktach

kosmetycznych metodą miareczkowania alkalimetrycznego.

20. Wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji słabych elektrolitów

21. Wpływ wspólnego jonu na stopień dysocjacji słabego elektrolitu.

22. Protoliza wodnych roztworów soli.

23. Wpływ temperatury na proces protolizy.

24. Doświadczalny podział substancji na elektrolity i nieelektrolity. eletrolity i nieelekrolity

25. Wpływ stężenia mocnego elektrolitu na przewodnictwo elektrolityczne i przewodnictwo molowe.

26. Wyznaczanie iloczynu rozpuszczalności metodą pomiaru

przewodnictwa.

27. sporządzanie i badanie właściwości roztworów buforowych.

W ramach pracowni z chemii ogólnej przedstawiony zostanie regulamin pracowni, omówione zostaną zasady bezpiecznej pracy w laboratorium i pierwsza pomoc w nieszczęśliwych wypadkach.

1. L. Pajdowski, Chemia ogólna, PWN Warszawa 1999.

2. L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2004 (i kolejne wydania)

3. Wykłady z chemii ogólnej.

4. A. Śliwa (red.), Obliczenia chemiczne, PWN, Warszawa 1987(wszystkie wydania).

5. Z. Galus (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, PWN, Warszawa 1998.

6. K. Pazdro, A. Rola-Noworyta, Akademicki zbiór zadań z chemii ogólnej. Oficyna Edukacyjna – Krzysztof Pazdro, Warszawa 2009.

7. Z. Rzączyńska, A. Dziewulska-Kułaczkowska, M. Iwan, A. Bartyzel: Zrozumieć chemię (understanding chemistry), Wydawnictwo UMCS, Lublin 2010.

8. Opracowanie zbiorowe pod redakcją W. Brzyskiej: Ćwiczenia z chemii ogólnej, Wydawnictwo UMCS, Lublin 1997.

9. Opracowanie zbiorowe pod redakcją Z. Rzączyńskiej i M. Iwan: Lubię chemię,Wydawnictwo UMCS, Lublin 2002.

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.9/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013

WIEDZA

W1. absolwent zna podstawową terminologię, nomenklaturę i symbolikę chemiczną oraz rozumie zapis reakcji chemicznych; K_W03

W2. Absolwent zna: fundamentalne pojęcia i prawa chemiczne; układ okresowy; budowę atomów i cząsteczek; chemię roztworów i podstawy obliczeń chemicznych; podstawy kinetyki i równowagi chemicznej; K_W03; K_W04

W3. Absolwent zna podstawowe techniki i narzędzia badawcze stosowane w ramach ćwiczeń laboratoryjnych z chemii ogólnej; K_W04

W4. Absolwent zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz przepisy obowiązujące na pracowni chemii ogólnej w zakresie składowania, użytkowania i utylizacji substancji chemicznych; K_W14

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Absolwent umie definiować podstawowe pojęcia chemiczne oraz posługiwać się prawidłowym zapisem i nazewnictwem związków nieorganicznych w opisie procesów chemicznych; K_U03, K_U06

U2. Absolwent posiada umiejętność dostrzegania zależności pomiędzy budową substancji, a jej właściwościami fizycznymi i chemicznymi; K_U04

U3. Absolwent potrafi wyjaśnić przebieg procesów chemicznych, zapisywać, bilansować i rozróżniać typy reakcji chemicznych oraz przewidywać ich przebieg; K_U016, K_U05

U4. Absolwent potrafi wykorzystać poznane prawa i zależności w obliczeniach chemicznych; K_U01

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Absolwent zna zakres posiadanej przez siebie wiedzy i posiadanych umiejętności, rozumie potrzebę podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych; K_K01

K2. Absolwent jest gotów do pracy samodzielnej i zespołowej oraz jest gotów do przyjęcia odpowiedzialności za bezpieczeństwo własne i innych; K_K02

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS uchwałą Nr XXIV-8.4/17 z dnia 28 czerwca 2017 r. tj. od cyklu kształcenia 2017/2018

W1. Absolwent zna podstawową terminologię, nomenklaturę i symbolikę chemiczną oraz rozumie zapis reakcji chemicznych; K_W04

W2. Absolwent zna i rozumie fundamentalne pojęcia i prawa chemiczne; układ okresowy; budowę atomów i cząsteczek; chemię roztworów i podstawy obliczeń chemicznych; podstawy kinetyki i równowagi chemicznej; K_W04, K_WO5

W3. Absolwent zna podstawowe techniki i narzędzia badawcze stosowane w ramach ćwiczeń laboratoryjnych z chemii ogólnej; K_W06

W4. Absolwent zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz przepisy obowiązujące na pracowni chemii ogólnej w zakresie składowania, użytkowania i utylizacji substancji chemicznych; K_W010

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Absolwent potrafi planować i realizować proces samokształcenia się; K_U08

U2. Absolwent potrafi dostrzegać zależności pomiędzy budową substancji, a jej właściwościami fizycznymi i chemicznymi; K_U01

U3. Student potrafi wyjaśnić przebieg procesów chemicznych, zapisywać, bilansować i rozróżniać typy reakcji chemicznych oraz przewidywać ich przebieg; K_U01

U4. Absolwent potrafi wykorzystać poznane prawa i zależności w obliczeniach chemicznych; K_U01

U5. Umie planować i wykonywać proste doświadczenia chemiczne oraz wprawnie posługuje się podstawowym sprzętem laboratoryjnym; K_U03

U6.Absolwent potrafi samodzielnie zinterpretować wyniki badań i sformułować wnioski z przeprowadzonych doświadczeń; K_U01, K_U03

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Absolwent jest gotów do oceny zakresu posiadanej przez siebie wiedzy i posiadanych umiejętności, rozumie potrzebę podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych; K_K01

K2. Absolwent jest gotów do pracy samodzielnej i zespołowej oraz jest gotów do przyjęcia odpowiedzialności za bezpieczeństwo własne i innych; K_K02