Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Chemia nieorganiczna i elementy chemii ogólnej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: MFI-INM-CNECO-LS-1/1
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Chemia nieorganiczna i elementy chemii ogólnej
Jednostka: Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki
Grupy:
Strona przedmiotu: http://umcs.pl
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

brak

Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS:

Wykład 45

Konwersatorium 15

Laboratorium 60

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 120

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego 4

Godziny nie kontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie się do konwersatorium 20

Przygotowanie do laboratorium 30

Studiowanie literatury 20

Przygotowanie się do egzaminu 50

Łączna liczba godzin nie kontaktowych 120

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe 4

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 8

Sposób weryfikacji efektów kształcenia:

Na podstawie Uchwały Nr XXIII – 16.9/14 Senatu Uniwersytetu Marii Curie – Skłodowskiej w Lublinie z dnia 23 kwietnia 2014 r. dla cyklu kształcenia rozpoczętego w 2015/2016, 2016/2017

W1-3, wykład, egzamin pisemny

W1-3, konwersatorium, prace zaliczeniowe, kolokwia śródsemestralne

W1-4, laboratorium, prace zaliczeniowe, kolokwia śródsemestralne, sprawozdania z ćwiczeń

K1-2, laboratorium, prace zaliczeniowe lub kolokwia śródsemestralne

U1-2, wykład, konwersatorium, laboratorium, egzamin, prace zaliczeniowe, sprawozdania z ćwiczeń


Na podstawie Uchwały Nr XXIV – 7.8/17 Senatu Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie z dnia 31 maja 2017 r. dla cyklu kształcenia rozpoczętego w 2017/2018, 2018/2019

W1-3, wykład, egzamin pisemny

W1-3, konwersatorium, prace zaliczeniowe, kolokwia śródsemestralne

W1-4, laboratorium, prace zaliczeniowe, kolokwia śródsemestralne, sprawozdania z ćwiczeń

K1-2, laboratorium, prace zaliczeniowe lub kolokwia śródsemestralne

U1-2, wykład, konwersatorium, laboratorium, egzamin, prace zaliczeniowe, sprawozdania z ćwiczeń

Pełny opis:

Wykład obejmuje następujące zagadnienia:

Zagadnienia wstępne - chemia nieorganiczna, znaczenie i rola chemii nieorganicznej, atom, pierwiastek, związek chemiczny, symbole i wzory chemiczne,

Zasad nomenklatury związków nieorganicznych zgodne z założeniami IUPAC, wzory empiryczne, cząsteczkowe i strukturalne związków chemicznych, modele cząsteczek.

Atom - niepodzielna część pierwiastka, podstawowe składniki atomu, jądro (protony i neutrony), elektrony. Teorie budowy atomu, modele budowy atomu. Względna masa atomowa. Nuklid, liczba atomowa i masowa, symbol nuklidu. Izotopy – średnia masa atomowa

Zjawiska chemiczne i fizyczne, substancje proste i złożone, pierwiastki i związki chemiczne, mieszaniny fizyczne. Mol jako jednostka liczności, liczba Avogadra. Masa molowa.

Równanie reakcji chemicznej i jego interpretacja. Klasyfikacja reakcji chemicznych. Zasady obliczeń stechiometrycznych.

Roztwór a mieszanina. Rozpuszczalnik, substancja rozpuszczona, masa i gęstość roztworu. Stężenie molowe, ułamek wagowy, ułamek molowy. Przeliczanie stężeń.

Definicja elektrolitu, stopień dysocjacji, podział na elektrolity mocne i słabe. Reakcje jonów w roztworach. Autodysocjacja wody, iloczyn jonowy wody, pH. Indykatory.

Definicje kwasów i zasad. Reakcje zobojętniania – sole. Teorie kwasów i zasad.

Równowagi w wodnych roztworach słabych kwasów i zasad. Stałe równowagi, prawo rozcieńczeń Ostwalda.

Hydroliza soli i roztwory buforowe. Stała i stopień hydrolizy. Wpływ temperatury na reakcję hydrolizy.

Reakcje odwracalne i nieodwracalne. Pojęcie równowagi dynamicznej. Prawo działania mas, stała równowagi. Reguła przekory.

Postęp reakcji chemicznej, definicja szybkości reakcji. Równanie kinetyczne i rząd reakcji. Reakcje egzo- i endotermiczne. Reakcje elementarne jedno-, dwu- i trójcząsteczkowe.

Iloczyn rozpuszczalności. Czynniki wpływające na rozpuszczalność osadów. Wpływ jonów obcych. Wpływ jonu wspólnego.

Podstawy elektrochemii. Ogniwa i ich potencjały. Szereg napięciowy metali. Proces elektrolizy.

Budowa układu okresowego. Zmiana właściwości pierwiastków w układzie okresowym.

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.

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.

Konwersatorium obejmuje następujące zagadnienia:

Elementy chemii ogólnej: stężenia roztworów, dysocjacja, hydroliza, roztwory buforowe, pH roztworów, elektroliza.

Litowce: Ogólna charakterystyka litowców (właściwości fizykochemiczne pierwszej grupy układu okresowego). Anomalne właściwości litu i jego diagonalne podobieństwo do magnezu. Tlenki, nadtlenki, ponadtlenki litowców – otrzymywanie, zastosowanie. Soda i potaż – otrzymywanie, właściwości i zastosowanie. Występowanie litowców na -I stopniu utlenienia.

Berylowce: Anomalne właściwości berylu. Wodorki berylowców ich struktura i otrzymywanie. Węgliki berylowców. Cyjanamid wapnia (azotniak). Wapno palone, wapno gaszone, zaprawa murarska, wapno chlorowane). Zasadowy octan berylu.

Borowce: Bor – otrzymywanie, właściwości, odmiany alotropowe, zastosowanie. Związki boru z wodorem i ich pochodne. Związki boru z azotem (azotek boru, boprazyna) – struktura, otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Boraks – struktura i otrzymywanie. Aktualna metoda otrzymywania glinu. Aluminotermia i termity. Spinele. Ałuny. Związki borowców na +I stopniu utlenienia.

Węglowce: Ogólna charakterystyka węglowców. Odmiany alotropowe węgla – budowa i właściwości. Tlenki węgla, kwas węglowy, węglany. Kwas cyjanowodorowy, cyjanki, dicyjan. Karbonylki - otrzymywanie, budowa, podział. Pochodne karbonylków. Otrzymywanie krzemu wysokiej czystości i dużej aktywności chemicznej. Silany, siloksany, silikony. Tlenowe kwasy krzemu. Podział krzemianów. Skalenie, zeolity, związki typu ultramaryny.

Azotowce: Amoniak - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Hydrazyna - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Hydroksyloamina - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Azydek wodoru (azydki) - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Tlenki azotu – właściwości i otrzymywanie. Tlenowe kwasy azotu - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie (mieszanina nitrująca, woda królewska) wzory strukturalne. Związki nitrozylowe. Fosfor - odmiany alotropowe, otrzymywanie, właściwości. Tlenki i tlenowe kwasy fosforu - wzory strukturalne, otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Nawozy fosforowe- precypitat, superfosfat, superfosfat podwójny. Arsen – odmiany alotropowe; arszenik.

Tlenowce: Odmiany alotropowe tlenu, siarki, selenu i telluru. Otrzymywanie siarki i tlenu. Związki tlenowców z wodorem. Nadtlenek wodoru - otrzymywanie, budowa, właściwości. Tlenki siarki - otrzymywanie i właściwości. Tlenowe kwasy siarki – wzory sumaryczne i strukturalne, właściwości. Otrzymywanie kwasu siarkowego (VI) i jego właściwości. Tiosiarczan(VI) sodu – zastosowanie.

Fluorowce: Ogólna charakterystyka fluorowców. Otrzymywanie fluorowców (otrzymywanie bromu z wody morskiej). Związki fluorowców z wodorem. Właściwości beztlenowych kwasów fluorowców. Związki fluorowców z tlenem. Tlenowe kwasy fluorowców – nomenklatura, otrzymywanie, właściwości. Zastosowanie fluorowców.

Helowce: Ogólna charakterystyka helowców. Stan nadciekły. Otrzymywanie helowców. Związki helowców. Synteza Bartletta. Związki helowców z fluorowcami. Tritlenek ksenonu. Zastosowanie helowców.

Laboratorium obejmuje następujące zagadnienia:

Zajęcia organizacyjne – zapoznanie z regulaminem pracowni, przepisami BHP i sposobem postepowania w razie wypadku. Zagadnienia: Sprzęt laboratoryjny, zasady obchodzenia się z palnikami, wyposażenie pracowni.

Roztwory wodne elektrolitów – układ okresowy pierwiastków, podstawowe prawa i pojęcia chemiczne, wzory sumaryczne i strukturalne, obliczenia stechiometryczne, wiązania chemiczne, stężenia procentowe i molowe, wzajemne przeliczanie stężeń.

Ćwiczenia: Sporządzanie wodnych roztworów elektrolitów o określonym stężeniu.

Woda – zapotrzebowanie na wodę przez organizm człowieka, budowa cząsteczki wody, właściwości fizykochemiczne wody, anomalne właściwości wody, wiązanie wodorowe, twardość wody, rodzaje twardości, metody badania twardości i sposoby jej usuwania, podstawy miareczkowania.

Ćwiczenia: Acydymetryczne oznaczanie twardości węglanowej. Kompleksometryczne oznaczanie twardości całkowitej. Usuwanie twardości wody metodą wymiany jonowej.

Reakcje strąceniowe – rozpuszczalność, roztwór nasycony, iloczyn rozpuszczalności, czynniki wpływające na rozpuszczalność osadów, reakcje strącania osadów, rodzaje osadów, dekantacja, sączenie, okluzja, peptyzacja, koagulacja.

Ćwiczenia: Strącanie osadów soli trudno rozpuszczalnych. Badanie wpływu temperatury na rozpuszczalność substancji. Strącanie osadów z nasyconych roztworów soli trudno rozpuszczalnych.

Reakcje utleniania – redukcji – teoria reakcji redoks, reakcje połówkowe, stała równowagi reakcji redoks, równanie Nernsta, potencjał normalny układu redoks, rozliczanie reakcji redoks.

Ćwiczenia: Porównanie zdolności utleniająco-redukujących układów MII+ /M. Roztwarzanie miedzi w kwasie utleniającym. Wpływ środowiska na zachodzenie reakcji utleniania i redukcji.

Otrzymywanie i badanie związków kompleksowych – pojęcia podstawowe dotyczące związków kompleksowych: atom centralny, ligand, kompleksy jedno- i wielordzeniowe, kompleksy labilne i bierne. Trwałość związków kompleksowych. Wiązania chemiczne w kompleksach.

Ćwiczenia: Otrzymywanie kompleksów Cu(II) ([Cu(NH3)4]2+), Bi(III) ([BiI4]-,[BiI5]2-, [BiI6]3-), Ag(I) ([Ag(NH3)]2+), Al(III) ([Al(OH)4]-), Co(II) ([Co(SCN)x]2-x), Hg(II) ([HgI4]2-), badanie ich trwałości.

Porównywanie trwałości wybranych kompleksów prostych i chelatowych miedzi(II) i żelaza(III).

Analiza jakościowa kationów – reakcje charakterystyczne kationów, próby płomieniowe, reakcje mikrokrystaliczne.

Ćwiczenia: Reakcje charakterystyczne kationów: Cu2+, Zn2+, Mn2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+. Próby na zabarwienie płomienia. Analiza nieznanych kationów.

Analiza jakościowa anionów – reakcje charakterystyczne anionów.

Ćwiczenia: Reakcje charakterystyczne anionów: Cl-, I-, CO32-, PO43-, NO3-, SO42-. Analiza nieznanych anionów. Analiza wody gruntowej.

Analiza jakościowa jonów toksycznych – reakcje charakterystyczne jonów toksycznych. Reakcje redox.

Ćwiczenia: Reakcje jonów toksycznych: Cd2+, Hg2+, Pb2+, Cr3+, Ba2+, SCN-, S2-, NO2-. Bilansowanie reakcji redox. Analiza nieznanych jonów toksycznych.

Elektrolityczne otrzymywanie związków nadtlenowych – struktura elektronowa tlenu i związków nadtlenowych. Budowa, właściwości jonu ponadtlenowego (O2-), nadtlenowego (O22-) i ozonkowego (O-). Metody syntezy związków nadtlenowych. Metody otrzymywania i właściwości nadtlenku wodoru. Reakcje redoks. Podstawy elektrochemii.

Ćwiczenia: Otrzymywanie peroksodisiarczanu(VI) potasu.

Kinetyka i kataliza reakcji chemicznych – czynniki wpływające na szybkość reakcji. Zależność szybkości reakcji od temperatury. Rząd reakcji, cząsteczkowość reakcji. Energia aktywacji. Reakcje o przebiegu złożonym. Reakcje katalityczne. Kataliza homo- i heterogeniczna.

Ćwiczenia: Wyznaczanie wpływu katalizatora i temperatury na rozkład nadtlenku wodoru.

Preparatyka związków 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.

Ćwiczenia: Preparatyka tiosiarczanu sodu Na2S2O3, Preparatyka ałunu chromowo-potasowego KCr(SO4)2.12H2O.

Wymiana jonowa, jako metoda oczyszczania i rozdzielania jonów metali – budowa i właściwości jonitów. Podział jonitów. Podstawowe pojęcia wymiany jonowej. Równowagi między jonitami i wodnymi roztworami elektrolitów. Zastosowanie reakcji kompleksowania w procesie wymiany jonowej. Metody wymiany jonowej: analiza czołowa, rugowanie i elucja. Zastosowanie wymiany jonowej.

Ćwiczenia: Oddzielanie niklu(II) od kobaltu(II) metodą wymiany jonowej.

Miareczkowanie w układach bezwodnych – współczesne teorie kwasów i zasad. Teoria Ahrlanda-Pearsona. Klasyfikacja i zastosowanie rozpuszczalników. Rozpuszczalniki niewodne. Ogólny schemat równowag w roztworach niewodnych – dysocjacja, jonizacja, asocjacja, solwatacja. Typy reakcji w rozpuszczalnikach niewodnych.

Ćwiczenia: Reakcja aniliny z kwasem chlorowym(VII) w środowisku bezwodnego kwasu octowego.

Literatura:

A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 2013.

L. Pajdowski, Chemia ogólna, PWN, Warszawa 1985.

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

L. Kolditz, Chemia nieorganiczna (tom l i 2), PWN, Warszawa 1994.

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

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

L. Musiał, R. Sitko, Ćwiczenia laboratoryjne z zakresu chemii ogólnej i nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe WSP, Kraków 1974.

J. Supniewski, Preparatyka nieorganiczna, PWN, Warszawa 1958.

J. Gałecki, Preparatyka nieorganiczna, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1964.

T. Lipiec, Z. Szmal; Chemia analityczna elementami analizy instrumentalnej, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1996.

R. Kocjan; Analiza jakościowa, analiza ilościowa klasyczna, PZWL, Warszawa 2002.

J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, PWN, Warszawa 2012.

Efekty uczenia się:

Na podstawie Uchwały Nr XXIII – 16.9/14 Senatu Uniwersytetu Marii Curie – Skłodowskiej w Lublinie z dnia 23 kwietnia 2014 r. dla cyklu kształcenia rozpoczętego w 2015/2016, 2016/2017

WIEDZA

W1. Potrafi opisać ogólne właściwości pierwiastków wynikające z ich położenia w układzie okresowym K_W05

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

W3. 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_W12

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Potrafi planować i wykonywać proste doświadczenia, przygotowywać odpowiednie zestawy przyrządów i aparatury oraz analizować otrzymane wyniki K_U04, K_Inz_06

U2. Potrafi utworzyć opracowanie przedstawiające osiągnięte rezultaty w ramach ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywać problemy w trakcie innych rodzajów zajęć K_U08

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych oraz ma świadomość pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej K_K07, Inz_K_01

K2. Potrafi pracować w grupie K_K04

Na podstawie Uchwały Nr XXIV – 7.8/17 Senatu Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie z dnia 31 maja 2017 r. dla cyklu kształcenia rozpoczętego w 2017/2018, 2018/2019

WIEDZA

W1. Potrafi opisać ogólne właściwości pierwiastków wynikające z ich położenia w układzie okresowym K_W05

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

W3. 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_W12

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Potrafi planować i wykonywać proste doświadczenia, przygotowywać odpowiednie zestawy przyrządów i aparatury oraz analizować otrzymane wyniki K_U04, K_Inz_06

U2. Potrafi utworzyć opracowanie przedstawiające osiągnięte rezultaty w ramach ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywać problemy w trakcie innych rodzajów zajęć K_U08

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych oraz ma świadomość pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej K_K07, Inz_K_01

K2. Potrafi pracować w grupie K_K04

Praktyki zawodowe:

Nie dotyczy

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie.
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-3dcdfd8c8 (2024-03-25)