KONSPEKT PRZEDMIOTU PIERWSZEGO POZIOMU STUDIÓW STACJONARNYCH

Transkrypt

1 KONSPEKT PRZEDMIOTU PIERWSZEGO POZIOMU STUDIÓW STACJONARNYCH Nazwa przedmiotu Chemia Skrót: CHEM Semestry: I Rodzaj przedmiotu: podstawowy Punkty ECTS: 4 Liczba godzin w semestrze: Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Łącznie Semestr I Strumień/profil: chemia w medycynie elektronika w medycynie fizyka w medycynie informatyka w medycynie X X X X Osoba odpowiedzialna za przedmiot: Imię: Elżbieta Nazwisko: Luboch elub@chem.pg.gda.pl Telefon: Lokal: 411 CH B Cele przedmiotu: Celem przedmiotu jest przede wszystkim przypomnienie zagadnień z podstaw chemii. Jest to próba zmniejszenia dysproporcji w stanie wiedzy studentów. Istotnym zagadnieniem jest analiza natury wiązania chemicznego oraz jego powiązanie ze strukturą i właściwościami związków chemicznych. Zwrócenie uwagi na właściwości i znaczenie związków kompleksowych. Zapoznanie studentów z aktualnie obowiązująca nomenklaturą związków nieorganicznych i związków organicznych. W sposób bardzo skrótowy podanie właściwości chemicznych wybranych pierwiastków oraz właściwości chemicznych głównych klas związków organicznych. Przypomnienie typów reakcji chemicznych oraz przekazanie podstawowych informacji dotyczących mechanizmów reakcji związków organicznych. Istotnym celem jest zwrócenie uwagi na efekty energetyczne towarzyszące przemianom chemicznym, na kryteria równowagi termodynamicznej, samorzutności i wymuszoności procesów. Kolejnym celem jest zdefiniowanie roztworów i scharakteryzowanie ich właściwości fizycznych. Zwrócenie szczególnej uwagi na roztwory koloidalne i na zjawisko osmozy. Scharakteryzowanie równowag w roztworach wodnych. Celem przedmiotu jest również przekazanie studentowi podstawowej wiedzy dotyczącej szybkości przebiegu reakcji i roli katalizatorów. Celem jest również przybliżenie studentom jednej z metod elektroanalitycznych jaką jest potencjometria. Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje: - umiejętność oceny właściwości pierwiastków na podstawie ich położenia w układzie okresowym, - rozumienie wzorów chemicznych, znajomość podstawowych praw chemicznych, - umiejętność scharakteryzowania wiązań chemicznych i przewidywania kształtów cząsteczek, powiązania właściwości substancji z rodzajami tworzących je wiązań, - umiejętność powiązania właściwości substancji z występowaniem oddziaływań międzycząsteczkowych, - umiejętność odtwarzania wzorów z nazw i tworzenia nazw związków nieorganicznych podanych wzorami, - orientacja we właściwościach związków nieorganicznych, - umiejętność przeprowadzania prostych reakcji z udziałem związków nieorganicznych, w tym otrzymania związków kompleksowych, identyfikujących poszczególne jony, - umiejętność odtwarzania wzorów z nazw i tworzenia nazw związków organicznych podanych wzorami oraz oceny reaktywności związków organicznych, - znajomość technik laboratoryjnych typowych dla chemii organicznej, umiejętność identyfikacji prostych związków organicznych, - zrozumienie istotności poznania efektów energetycznych towarzyszących przemianom chemicznym, - umiejętność sporządzania roztworów o określonym stężeniu, - umiejętność miareczkowania, - umiejętność otrzymywania i koagulacji roztworów koloidalnych, - umiejętność rozdzielenia substancji chemicznych z wykorzystaniem metody ekstrakcji, chromatografii, metody strąceniowej czy sublimacji, - umiejętność odsalania wody z wykorzystaniem m.in. metody jonitowej i odwróconej osmozy,

2 - umiejętność badania równowag kwasowo-zasadowych, pomiaru ph, wykorzystania roztworów buforowych, - umiejętność zbadania kinetyki reakcji chemicznej, - umiejętność wykorzystania szeregu elektrochemicznego metali w celu przeprowadzenia odpowiednich reakcji redoks oraz skonstruowania ogniwa galwanicznego, - wiedza na temat rodzajów półogniw i ich wykorzystania. Karta zajęć - wykład Lp. Zagadnienie Poziom Liczba wiedzy umiejętności godzin A B C D E 1. Układ okresowy pierwiastków - struktura powłok elektronowych poszczególnych pierwiastków: liczby kwantowe, stany kwantowe elektronów w trzech pierwszych powłokach, konfiguracje elektronowe poszczególnych atomów. 2. Okresowe zmiany niektórych wielkości: energii jonizacji pierwiastków, powinowactwa elektronowego, elektroujemności pierwiastków. Promienie atomowe i jonowe. Kształty orbitali atomowych. 3. Definicje niektórych pojęć podstawowych. Podstawowe prawa chemiczne, wzory i równania chemiczne. 4. Wiązania chemiczne: główne rodzaje wiązań. Wiązanie kowalencyjne: opis elektronów w cząsteczkach rozpatrywany na gruncie elektronowej teorii wiązania chemicznego i teorii orbitali molekularnych. Orbitale o charakterze wiążącym i antywiążącym. Kształty molekularnych obszarów orbitalnych: orbitale molekularne typu σ i π. 5. Konfiguracja elektronowa cząsteczek. X 0,5 6. Pojęcie hybrydyzacji orbitali. Wyjaśnienie kształtu cząsteczek bazując na pojęciu hybrydyzacji. 7. Wiązania zdelokalizowane. Związki aromatyczne: właściwości, przykłady. 8. Wyjaśnienie kształtu cząsteczek metoda VSEPR. X 0,5 9. Wiązanie koordynacyjne. Związki kompleksowe: pojęcie atomu centralnego i liganda, przykłady związków kompleksowych i ich nazwy, właściwości związków kompleksowych i ich znaczenie. 10. Związki kompleksowe - teoria pola krystalicznego. 0,5 11. Polaryzacja wiązania chemicznego. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Wiązanie wodorowe i jego wpływ na właściwości fizyczne związków chemicznych. 12. Ogólna charakterystyka stanów skupienia materii. 13. Ciało stałe: układy krystalograficzne, typy komórek elementarnych, kryształy jonowe, kowalencyjne, molekularne i metaliczne. Struktura krystaliczna a właściwości fizyczne substancji. 14. Typy reakcji chemicznych. X 0,5 15. Nomenklatura związków nieorganicznych. X 0,5 16. Właściwości związków nieorganicznych. Chemia pierwiastków grup głównych. Chemia wybranych metali. 17. Właściwości związków nieorganicznych. Chemia pierwiastków grup głównych. Chemia wybranych niemetali. 18. Związki organiczne: klasyfikacja, nomenklatura. 19. Biologicznie ważne związki organiczne. X 0,5 20. Związki organiczne: właściwości, reaktywność. 21 Mechanizmy reakcji związków organicznych. 22. Termodynamika chemiczna pojęcia podstawowe, pierwsza zasada. Entalpia przemian fizycznych i reakcji chemicznych. 23. Druga zasada termodynamiki: entropia, entalpia swobodna, entalpia swobodna reakcji, procesy samorzutne, reakcje w stanie równowagi. 24. Roztwory, typy roztworów. Właściwości wody. Rozpuszczalność gazów, cieczy i ciał stałych w cieczach. 25. Właściwości fizyczne roztworów.

3 26. Zjawisko osmozy. Ciśnienie osmotyczne. Zjawiska na granicy faz adsorpcja. Koloidy. 27. Równowaga chemiczna. Równowagi w roztworach wodnych. Roztwory elektrolitów. Jonowa i protonowa teoria kwasów i zasad. Pojęcie ph. 28. Elektrolity słabe. Hydroliza. Prawo rozcieńczeń Ostwalda. Roztwory buforowe. 29. Elektronowa teoria kwasów i zasad, teoria HSAB. Elektrolity mocne, pojęcie aktywności i siły jonowej. 30. Kinetyka chemiczna. Wpływ stężeń reagujących substancji na szybkość reakcji. Wpływ temperatury. Rola katalizatora. 31. Reakcje utleniania i redukcji. Stopień utlenienia. X 0,5 32 Ogniwa. Potencjał elektrodowy. Wzór Nernsta. Półogniwa. Definicja względnego potencjału elektrodowego. 33 Półogniwa pierwszego rodzaju. Szereg elektrochemiczny metali. Półogniwa drugiego rodzaju. Półogniwa redoks. Elektrody membranowe. 34. Elektroliza. X 0,5 Razem: 30 Karta zajęć - laboratorium Lp. Zagadnienie Poziom Liczba wiedzy umiejętności godzin A B C D E 1. Zasady bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym. Podstawowe urządzenia i aparatura w laboratorium chemicznym. Podstawowe czynności laboratoryjne. X 2 2. Stężenia roztworów X 2 3. Kwasowość roztworów X 2 4. Analiza jakościowa kationów X X 2 5. Analiza jakościowa anionów X X 2 6. Identyfikacja związków organicznych X X 2 7. Kinetyka reakcji chemicznych X 2 8. Kataliza w syntezie związków organicznych X X 2 9. Ekstrakcja X X Rozdzielanie substancji. Procesy strącania osadów X X Metody demineralizacji wody X X Koloidy X X Chromatografia X Reakcje redoks. Szereg elektrochemiczny metali. Ogniwa. X Odrabianie zaległych ćwiczeń i uzupełnianie zaliczeń. 2 Razem: 30 Warunki zaliczenia przedmiotu Próg zaliczenia: z wykładu z ćwiczeń z laboratorium z projektu z seminarium Z CAŁOŚCI Semestr: I 25/50 26/50 51/100 Opis form zaliczenia Wykład (semestr I) Id Termin Punkty Zakres 1 Tydzień 8 25 Kolokwium z zakresu zagadnień 1-15 według planu wykładu 2 Tydzień Kolokwium z zakresu zagadnień według planu wykładu Razem: 50

4 Laboratorium (semestr I) Id Termin Punkty Zakres 1 Ćwiczenie 2 2 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 2. 2 Ćwiczenie 3 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 3 i zaliczenie 3 Ćwiczenie 4 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 4 i zaliczenie 4 Ćwiczenie 5 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 5 i zaliczenie 5 Ćwiczenie 6 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 6 i zaliczenie 6 Ćwiczenie 7 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 7 i zaliczenie sprawozdania. 7 Ćwiczenie 8 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 8 i zaliczenie 8 Ćwiczenie 9 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 9, zaliczenie 9 Ćwiczenie 10 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 10, zaliczenie 10 Ćwiczenie 11 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 11 i zaliczenie sprawozdania. 11 Ćwiczenie 12 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 12 i zaliczenie 12 Ćwiczenie 13 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 13 i zaliczenie 13 Ćwiczenie 14 4 Zrealizowanie zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 14 i zaliczenie Razem: 50 Uwagi dotyczące kryteriów zaliczenia: Student powinien uzyskać sumarycznie z dwóch kolokwiów minimum 25 punków. Student powinien odrobić wszystkie objęte programem ćwiczenia laboratoryjne (1x2pkt + 12x1pkt)) i zaliczyć (kartkówka, rozmowa, sprawozdanie) 12 z nich (ćwiczenia 3-14) przynajmniej na ocenę dostateczną (12x1pkt). Przedmioty wyprzedzające wraz z wymaganiami wstępnymi Lp. Przedmiot Zakres 1. Brak przedmiotów poprzedzających Metody dydaktyczne: Wykład prowadzony będzie z wykorzystaniem projektora, za pomocą którego nauczyciel zaprezentuje slajdy ilustrujące treści przedmiotu. Po wykładzie slajdy będą udostępnione studentom. Praktyczną ilustracją części materiału przedstawionego na wykładach są zajęcia laboratoryjne. Większość ćwiczeń laboratoryjnych będzie zawierała poszerzony materiał teoretyczny w porównaniu z wykładem. Do każdego ćwiczenia laboratoryjnego udostępniona zostanie szczegółowa instrukcja zawierająca część teoretyczną oraz część doświadczalną, z której wybrane ćwiczenia, wskazane przez prowadzącego, student wykona samodzielnie ale pod opieką prowadzącego. Ocenie podlegać będzie przygotowanie studenta do zajęć i zaangażowanie w realizację zadań wyznaczonych do samodzielnego wykonania. Zajęcia laboratoryjne rozpoczną się na początku semestru. Wykaz literatury podstawowej: 1. A. Bielański Podstawy chemii nieorganicznej PWN F.A. Cotton, G. Wilkinson, P.L. Gaus Chemia nieorganiczna. Podstawy PWN T. Kędryna Chemia ogólna z elementami biochemii ZamKor M.J. Sienko, R.A. Plane Chemia. Podstawy i zastosowania WNT L. Pajdowski Chemia ogólna PWN W. Gałasiński Chemia medyczna PZWL P.W. Atkins Podstawy chemii fizycznej PWN J. McMurry Chemia organiczna PWN red. E. Luboch, M. Bocheńska, J.F. Biernat Chemia ogólna. Ćwiczenia laboratoryjne Wyd. PG 2003

5 Wykaz literatury uzupełniającej: 1. W. Kołos, J. Sadlej Atom i cząsteczka WNT P.W. Atkins Przewodnik po chemii fizycznej PWN P.W. Atkins Chemia fizyczna PWN P. Mastalerz Chemia organiczna Wyd. Chemiczne A. Cygański Metody elektroanalityczne WNT 1995