Chemia nieorganiczna

Znajomość chemii ogólnej i analitycznej i chemii fizycznej.

Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS od roku akademickiego 2018/2019

Wykład 30

Konwersatorium 15

Laboratorium 45

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 90

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego 3

Przygotowanie się do konwersatorium 30

Przygotowanie się do laboratorium 30

Studiowanie literatury 30

Przygotowanie się do egzaminu 60

Łączna liczba godzin nie kontaktowych 150

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe 5

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 8

Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach pierwszego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uchwały Senatu UMCS uchwałą Nr XXIV- 8.4/17 18 z dnia 28 czerwca 2017 r. tj. od cyklu kształcenia 2017/2018

W1, U1, K1 wykład - egzamin pisemny lub testowy (możliwość zastosowania platform do kształcenia zdalnego)

W1, U1, K1 konwersatorium - prace zaliczeniowe lub kolokwia śródsemestralne

W1-W3, U1-U6, K1-K2 laboratorium - opracowania ćwiczeń lub kolokwia śródsemestralne

Wykład obejmuje następujące zagadnienia (możliwość zastosowania platform do kształcenia zdalnego):

I) Zagadnienia wstępne

Atom, pierwiastek, chemia nieorganiczna, znaczenie i rola chemii nieorganicznej, reakcje i nazewnictwo związków nieorganicznych, usystematyzowanie zasad nomenklatury związków nieorganicznych zgodnych z założeniami IUPAC.

II) Budowa układu okresowego

III-IV) Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku s.

Grupa1 – Litowce

Właściwości fizykochemiczne litowców, minerały litowców, metody otrzymywania litowców i ich związków, anomalne właściwości litu, występowanie litowców na -1 stopniu utlenienia (kryptaty), związki litowców - krótka charakterystyka, zastosowanie litowców i ich związków.

Grupa 2 – Berylowce

Właściwości fizykochemiczne berylowców, minerały berylowców, metody otrzymywania berylowców, anomalne właściwości berylu, związki berylowców, funkcje biologiczne wapnia i magnezu, zastosowanie berylowców i ich związków.

V-XIII) Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku p

Grupa 13 – Borowce

Właściwości fizykochemiczne borowców, metody otrzymywania borowców, anomalne właściwości boru, związki borowców (tritlenek diboru, kwasy borowe i oksoborany, azotek boru, metody przerobu boksytów, aluminotermia, zastosowanie borowców i ich związków.

Grupa 14 – Węglowce

Właściwości fizykochemiczne węglowców, metody otrzymywania węglowców, odmiany alotropowe węgla, karbonylki, odmiany polimorficzne krzemionki, silany, siloksany silikony, krzemiany, zeolity i związki typu ultramaryny, zastosowanie nieorganicznych związków węglowców w przemyśle.

Grupa 15 – Azotowce

Właściwości fizykochemiczne azotowców, minerały, odmiany alotropowe azotu, fosforu i arsenu, metody otrzymywania azotowców, związki azotowców: tlenki i tlenowe kwasy azotowców, azotki, amoniak, hydroksyloamina, hydrazyna, azydek wodoru, otrzymywanie kwasów azotowych, nawozów mineralnych, zastosowanie azotowców i ich związków.

Grupa 16 – Tlenowce

Właściwości fizykochemiczne tlenowców, minerały, odmiany alotropowe tlenu i siarki, metody otrzymywania tlenowców, związki tlenowców: tlenki, kwasy tlenowe, nadtlenek wodoru, otrzymywanie kwasów siarkowych, zastosowanie tlenowców i ich związków.

Grupa 17 – Fluorowce

Właściwości fizykochemiczne fluorowców, minerały, metody otrzymywania fluorowców, związki fluorowców: tlenki i tlenowe kwasy fluorowców, halogenki, związki międzyhalogenkowe, zastosowanie fluorowców i ich związków.

Grupa 18 – Helowce

Właściwości fizykochemiczne helowców, związki, synteza Bartletta, klatraty, zastosowanie helowców.

XIV) Przemysł chemiczny w Polsce. Rola nieorganicznego przemysłu chemicznego. Podstawowe surowce. Chemia węgla, siarki, chloru. Przerób surowców odnawialnych i wtórnych.

XV) Ekspertyzy kryminalistyczne i ich powiązania z chemią nieorganiczną.

Konwersatorium obejmuje następujące zagadnienia:

W trakcie zajęć analizowane są zagadnienia prezentowane na wykładzie:

I) Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne.

II) Budową układu okresowego.

III-IV) Ogólną charakterystyką pierwiastków bloku s.

Grupa1 – Litowce

Grupa 2 – Berylowce

V-XIII) Ogólną charakterystyką pierwiastków bloku p

Grupa 13 – Borowce

Grupa 14 – Węglowce

Grupa 15 – Azotowce

Grupa 16 – Tlenowce

Grupa 17 – Fluorowce

Grupa 18 – Helowce

Laboratorium obejmuje następujące zagadnienia:

1. Zajęcia organizacyjne – zapoznanie z regulaminem pracowni i przepisami BHP.

2. Otrzymywanie i oczyszczanie azotanu(V) amonu.

Właściwości fizykochemiczne litowców, związki litowców, zastosowanie litowców i ich związków, otrzymywanie i znaczenie azotanów litowców i amonu jako nawozów mineralnych, zastosowanie azotanów litowców i amonu jako materiałów wybuchowych stosowanych w górnictwie.

Ćwiczenie 1. Preparatyka azotanu(V) amonu.

Ćwiczenie 2. Oczyszczanie technicznej saletry amonowej na drodze krystalizacji.

3. Preparatyka i badanie czystości związków magnezu.

Występowanie magnezu w przyrodzie i jego otrzymywanie. Rola magnezu w przyrodzie i organizmie człowieka. Ogólna charakterystyka berylowców. Różnice pomiędzy berylem a magnezem. Związki magnezu.

Ćwiczenie 1. Otrzymywanie i badanie czystości siarczanu(VI) magnezu MgSO4·7H2O

Ćwiczenie 2. Otrzymywanie i badanie czystości węglanu magnezu MgCO3

Ćwiczenie 3. Otrzymywanie tlenochlorku magnezu Mg2OCl2

Ćwiczenie 4. Otrzymywanie krzemianu magnezu MgSiO3 i oczyszczanie talku 3MgSiO3·H2SiO3

4. Preparatyka i identyfikacja wybranych tlenowych związków boru.

Ogólna charakterystyka borowców. Występowanie i otrzymywanie boru. Tlenek boru i kwasy borowe. Sole kwasów borowych. Zastosowanie tlenowych związków boru.

Ćwiczenie 1: Preparatyka i identyfikacja kwasu trioksoborowego H3BO3

Ćwiczenie 2. Preparatyka i identyfikacja boraksu Na2B4O7·10H2O

Ćwiczenie 3. Preparatyka peroksoboranu sodowego NaBO2·H2O2·3H2O

5. Tlen i jego związki.

Struktura elektronowa tlenu i związków nadtlenowych. Właściwości i metody otrzymywania związków nadtlenowych. Podstawy elektrochemii. Potencjały oksydacyjne. Nadnapięcie wodoru i tlenu. Elektrochemiczne otrzymywanie chloranów(I), chloranów(III) i peroksosiarczanów.

Ćwiczenie 1. Preparatyka wodorosiarczanu(VI) potasu KHSO4.

Ćwiczenie 2. Elektroliza wodnego roztworu KHSO4.

6. Związki siarki.

Otrzymywanie siarki i jej występowanie. Odmiany alotropowe siarki. Połączenia siarki z tlenem, wodorem oraz fluorowcami. Tlenowe kwasy siarki i ich sole oraz ich zastosowanie. Ałuny – sole podwójne.

Ćwiczenie 1: Preparatyka tiosiarczanu sodu Na2S2O3

Ćwiczenie 2: Preparatyka ałunu chromowo-potasowego KCr(SO4)2·12H2O.

7. Sposoby neutralizacji substancji niebezpiecznych.

Teorie kwasów i zasad. Hydroliza. Iloczyn rozpuszczalności. Rozpuszczalność substancji. Sorpcja i dyfuzja. Właściwości fizyczne i chemiczne nadtlenku wodoru. Teoretyczne podstawy ekstrakcji. Układy ekstrakcyjne. Równowagi ekstrakcyjne. Współczynniki podziału i rozdziału. Klasyfikacja układów ekstrakcyjnych. Metody ekstrakcji i aparatura.

Ćwiczenie 1: Neutralizacja substancji kwasowych za pomocą zasad i soli.

Ćwiczenie 2. Neutralizacja substancji zasadowych za pomocą kwasów.

Ćwiczenie 3. Neutralizacja przez strącanie osadów.

Ćwiczenie 4. Neutralizacja poprzez rozkład do gazów.

Ćwiczenie 5. Sorpcja i dyfuzja jako sposoby usuwania i rozpuszczania substancji chemicznych.

Ćwiczenie 6. Ekstrakcja jako sposób usuwania substancji chemicznych z roztworu.

A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 2012.

W. Trzebiatowski, Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 1988.

L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 1994

M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasilewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, PWN Warszawa 2010.

F.A. Cotton, G. Willkinson, P.L. Gaus, Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 1995.

A.F. Wells, Strukturalna chemia nieorganiczna, WNT, Warszawa 1993.

J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, PWN, Warszawa 1997.

P.A. Cox, Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 2003.

J. Ciba, J. Trojanowska, M. Zołotajkin, Prawie wszystko o pierwiastkach, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.

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

WIEDZA

W1. Potrafi opisać ogólne właściwości pierwiastków wynikające z ich położenia w układzie okresowym K_W03

W2. Potrafi określić właściwości fizykochemiczne pierwiastków bloku s i p układu okresowego oraz ich związków K_W05

W3. Potrafi podać metody otrzymywania i wskazać obszary zastosowań pierwiastków bloku s i p układu okresowego oraz ich związków K_W05

W4. Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy K_W14

W5. Zna zasady racjonalnego i bezpiecznego stosowania chemikaliów. K_W19

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Potrafi podać definicję podstawowych pojęć chemicznych K_U03

U2. Potrafi posługiwać się aktualnym nazewnictwem związków nieorganicznych, zapisywać wzory sumaryczne i strukturalne związków chemicznych, zapisywać i bilansować reakcje chemiczne, przewidywać przebieg reakcji chemicznej K_U11, K_U12, K_U13, K_U16

U3. Potrafi utworzyć opracowanie przedstawiające osiągnięte rezultaty w ramach ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywać problemy w trakcie innych rodzajów zajęć K_U08, K_U09, K_U30

U4. Potrafi zaplanować i wykonywać doświadczenia chemiczne oraz przygotowywać odpowiednie zestawy przyrządów i aparatury, a także analizować otrzymane wyniki K_U35

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie konieczność dalszego kształcenia K_K03

K2. Potrafi pracować w zespole 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

WIEDZA

W1. Student zna i rozumie wybrane pojęcia z zakresu chemii nieorganicznej, dysponuje rozszerzoną wiedzą w zakresie chemii nieorganicznej pozwalającą na posługiwanie się właściwą terminologią i nomenklaturą z tego zakresu K_W05

W2. Student zna i rozumie zasady podstawowych technik i narzędzi badawczych stosowanych w chemii nieorganicznej K_W07

W3. Student zna i rozumie zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz racjonalnego stosowania chemikaliów oraz przestrzega procedur w tym zakresie w odniesieniu do chemii nieorganicznej K_W10

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Student potrafi wykorzystywać zdobytą wiedzę do rozwiązywania różnych problemów typowych dla chemii nieorganicznej K_U01

U2. Student potrafi wykonywać podstawowe czynności w laboratorium chemii nieorganicznej zarówno samodzielnie, jak i pracując w grupie K_U02

U3. Student potrafi powiązać wiedzę z podstawowych przedmiotów chemicznych z wiedzą przedmiotów charakterystycznych dla danej specjalności K_U04

U4. Student potrafi planować i realizować proces samokształcenia K_U08

U5. Student potrafi planować i organizować uczenie się przez całe życie K_U07

U6. Student planować i organizować pracę własną i w zespole K_U09

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Student jest gotów do oceny własnej wiedzy i rozumie konieczność dalszego kształcenia K_K01

K2. Potrafi pracować w zespole K_K02