Chemia nieorganiczna

Budowa atomu ( protony, elektrony oraz neutrony). Promieniotwórczość naturalna, sztuczna . Położenie danego pierwiastka w układzie okresowym właściwości .Rodzaje wiązań między cząsteczkami. Obliczenia stechiometryczne Wpływ makro i mikroskładników na wielkość i jakość plonu.

(1) Wymagania wstępne i dodatkowe

Student powinien znać budowę atomu, nazewnictwo związków nieorganicznych, zapis podstawowych reakcji chemicznych i rodzaje wiązań chemicznych. Identyfikowąć związki chemiczne i określać ich zawartości.

(2) Treści kształcenia

Wykłady:

1. Chemia – nauka opisująca właściwości „Rzeczywistości”

Zadania chemii w opisie „Rzeczywistości”: analiza chemiczna, badanie właściwości substancji, kontrola i sterowanie procesami technologicznymi. Chemiczne elementy „Rzeczywistości”. Kwantowanie energii. Metody analizy chemicznej.

2. Przemiany jądrowe – Reakcje jądrowe

Struktura jądra atomowego, przemiany jądrowe, reakcje jądrowe, kinetyka rozpadu promieniotwórczego, wpływ promieniowania jądrowego na środowisko.

3. Konfiguracja elektronowa atomu. Układ okresowy pierwiastków

Układ okresowy pierwiastków: promienie atomów, energia elektronów w atomie, zasada przyczynowości a zasada nieoznaczoności Heisenberga, struktura elektronowa atomu, liczby kwantowe, zakaz Pauliego, reguła Hunda, właściwości chemiczne pierwiastków, elektroujemność.

4. Wiązania chemiczne. Związki chemiczne.

Definicja wiązania chemicznego. Oddziaływania elektrostatyczne i oddziaływania kowalencyjne. Wiązania jonowe, kowalencyjne i koordynacyjne. Porównanie właściwości związków jonowych i kowalencyjnych. Związki koordynacyjne. Nomenklatura związków koordynacyjnych.

5. Teoria hybrydyzacji orbitali atomowych.

Oddziaływanie kowalencyjne, teorie wiązania kowalencyjnego: teoria hybrydyzacji orbitali atomowych, teoria orbitali molekularnych, teoria pola ligandów. Struktura cząsteczek. Właściwości kwasowo -zasadowe, spektroskopowe i magnetyczne związków kowalencyjnych.

6. Teoria orbitali molekularnych.

Kwantowanie energii w cząsteczkach. Orbitalne molekularne wiążące i antywiążące. Rząd wiązania chemicznego. Właściwości magnetyczne i spektroskopowe związków kowalencyjnych w świetle teorii orbitali molekularnych.

7. Teoria pola ligandów.

Ligandy, rozszczepienie poziomów energetycznych orbitali d w oktaedrycznym i tetraedrycznym polu ligandów. Właściwości optyczne i magnetyczne kompleksów.

10. Elektrochemia: Ogniwa elektrochemiczne – Elektroliza.

Elektrody, standardowy potencjał elektrody, ogniwa elektrochemiczne, szereg elektrochemiczny metali, moc utleniaczy i reduktorów. Elektroliza. Korozja i ochrona przed korozją

11. Elektrochemia - Przewodnictwo jonowe. Ruchliwość jonów. Przewodnictwo właściwe roztworów. Przewodnictwo równoważnikowe.

12. Wielkości koligatywne.

Wielkości koligatywne: prężność pary nad roztworem, ciśnienie osmotyczne, ebuliometria, kriometria, wyznaczanie masy molowej, stopnia dysocjacji z pomiarów wielkości koligatywnych.

13. Kinetyka reakcji chemicznych.

Szybkość reakcji chemicznej. Rzędowość i cząsteczkowość reakcji. Zależność szybkości reakcji chemicznej od temperatury. Energia aktywacji.

14. Termochemia. Prawo Hessa. Prawo Kirhchoffa.

Efekty energetyczne reakcji chemicznych. Funkcje termodynamiczne energia wewnętrzna, entalpia, entropia. Zależność ciepła reakcji chemicznej od temperatury. Zależność stałej równowagi reakcji chemicznej od temperatury. Termochemia: prawo Hessa, prawo Kirhchoffa.

15. Spektroskopia: UV-VIS, IR, NMR. Chromatografia: TLC, GC, HPLC. Ekstrakcja.

Spektroskopia: UV-VIS, IR, NMR. Chromatografia: GC, TLC, HPLC. Współczynnik podziału substancji między dwie niemieszające się ciecze. Prawo podziału Nernsta.

Ćwiczenia:

1. Budowa atomu - Omówienie programu, zasady BHP w pracowni chemicznej. Określanie budowy atomu usytuowanie elektronów na poszczególnych powłokach i podpowłokach.

2. Reakcje chemiczne. Obliczenia i zadania chemiczne, pisanie reakcji chemicznych, dysocjacja jonowa, reakcje kwas-zasada, amfoteryczność, reakcje tworzenia jonów kompleksowych.

3. Analiza kationów. Kryterium podziału kationów na grupy analityczne, reakcje charakterystyczne kationów I - II grupy analitycznej.

4. Analiza kationów. Reakcje charakterystyczne kationów III - V grupy analitycznej.

5. Analiza anionów. Kryterium podziału anionów na grupy analityczne, reakcje charakterystyczne anionów I - VII grupy analitycznej.

6. Analiza ilościowa. Obliczenia chemiczne: stężenia roztworów, stechiometria. Analiza ilościowa.

7. Identyfikacja soli. Identyfikacja substancji stałych: podział substancji chemicznych, nomenklatura związków nieorganicznych.

8. Analiza ilościowa stechiometryczna. Wprowadzenie do analizy ilościowej. Substancje podstawowe, roztwory mianowane, zadania rachunkowe na stężenia.

9. Redoksometria. Manganometria. Oznaczanie Ca metodą manganometryczną.

Zadania rachunkowe z redoksometrii.

10. Alkacymetria. Zadania rachunkowe z alkacymetrii.

11. Analiza ilościowa. Alkacymetryczne oznaczanie HCl.

12. Analiza ilościowa. Oznaczania wartości pH roztworów.

13. Analiza ilościowa. Spektroskopia zasada działania, przygotowanie roztworów wzorcowych.

14. Analiza ilościowa. Oznaczanie ilości P w wodzie metoda spektroskopową UV- VIS

15. Pobieranie próbek glebowych i liściowych oraz metody ich analizy

(3) Metody dydaktyczne i pomoce naukowe

Wykłady multimedialne Power Point oraz inne pomoce naukowe w zależności od tematu zajęć. Różne odczynniki i sprzęt laboratoryjny typu zlewki ,kolby miarowe i zwykłe , biurety oraz aparatura pomiarowa

Podstawowa:

1. Sylwester A. Stępniak - Reakcje i obliczenia w analizie chemicznej, Wydawnictwo AUE, Warszawa 2004

2. Tadeusz Drapała - Chemia ogólna nieorganiczna z zadaniami, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 1999

3. Michell J. Sienko, Robert A. Plane - Chemia. Podstawy i własności, PWN, Warszawa 1999

4. Alfred Śliwa- Obliczenia Chemiczne, PWN, Warszawa 1982

WIEDZA

Ma wiedzę o budowie atomu, jak budowa atomu danego pierwiastka decyduje o jego położeniu układzie okresowym pierwiastków – OGR_WO2

Zna nazewnictwo związków nieorganicznych, zapis podstawowych reakcji chemicznych i rodzaje wiązań- OGR_WO2

Zna nazewnictwo związków nieorganicznych, zapis podstawowych reakcji chemicznych i rodzaje wiązań - OGR_WO2

Umie scharakteryzować właściwości chemiczne poszczególnych głównych grup układu - OGR_WO2

Posiada umiejętność wykonywania wszelkich obliczeń związanych z dawkami nawozowymi pól oraz przyrządzania roztworów wodnych do dokarmiania dolistnego i stosowania środków ochrony roślin - OGR_WO2

UMIEJĘTNOŚCI

Potrafi pisać równania reakcji chemicznych oraz wykonywać różne obliczenia chemiczne z uwzględnieniem stężeń roztworów. Potrafi pisać równania reakcji chemicznych oraz wykonywać różne obliczenia chemiczne z uwzględnieniem stężeń roztworów –OGR_U01

Potrafi posługiwać się układem okresowym pierwiastków – OGR_U01

Potrafi pisać równania reakcji chemicznych oraz wykonywać różne obliczenia chemiczne z uwzględnieniem stężeń roztworów – OGR_U01

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

Wykazuje aktywną postawę podczas ćwiczeń laboratoryjnych, chętny do współpracy w zakresie obsługi sprzętu laboratoryjnego(pehametru, spektrometrów ,kolorymetrów ) – OGR_KO1

Posiada umiejętność wykonywania wszelkich obliczeń związanych z dawkami nawozowymi pól oraz przyrządzania roztworów wodnych do dokarmiania dolistnego i stosowania środków ochrony roślin- OGR_KO1

Kolokwia z poszczególnych części materiału

Egzamin ustny