Chemia nieorganiczna
Semestr II (1°)

Program przewiduje indywidualne wykonanie przez każdego studenta 6 ćwiczeń z zakresu analizy jakościowej (wybrane kationy, aniony oraz sole złożone z tych jonów). Analiza prowadzona jest głównie przy zastosowaniu metod chemicznych. W ramach ćwiczeń studenci poznają właściwości fizyczne i chemiczne związków nieorganicznych, metody ich separacji i identyfikacji. Opanowują także podstawy eksperymentalne chemii nieorganicznej.

Program

1. Analiza mieszaniny kationów grupy IIA: Pb²⁺, Hg²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺
2. Analiza mieszaniny kationów grupy III: Fe³⁺, Mn²⁺, Cr³⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺
3. Analiza mieszaniny kationów grup IV i V: Ca²⁺, Ba²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺
4. Analiza mieszaniny zawierającej do 9 kationów z zakresu ćwiczeń 1-3
5. Analiza mieszaniny anionów wszystkich grup:
   I: Cl⁻, Br⁻, I⁻
   II: NO₂⁻, CH₃COO⁻
   III: CO₃²⁻, C₂O₄²⁻, C₄H₄O₆²⁻, B(OH)₄⁻
   IV: PO₄³⁻, S₂O₃²⁻, AsO₄³⁻, CrO₄²⁻
   V: NO₃⁻, MnO₄⁻
   VI: SO₄²⁻
6. Analiza czterech soli (w tym jednej słabo rozpuszczalnej) – kation i anion wybrane spośród powyższych

Opis ćwiczeń

• Każde z ćwiczeń składa się z dwóch części – teoretycznej (kilkunastominutowy sprawdzian) i praktycznej. Z części praktycznej każdego ćwiczenia składa się zwięzłe i logiczne sprawozdanie na odpowiednim arkuszu. W sprawozdaniu należy podać równania chemiczne wykonanych reakcji. Punktacja całego ćwiczenia polega na zsumowaniu punktów uzyskanych w poszczególnych elementach tego ćwiczenia.
• W skład ćwiczeń 1–4 wchodzą:
  • Sprawdzian teoretyczny, któremu student musi się poddać przed przystąpieniem do części praktycznej ćwiczeń (2, 3, 4, 5 tydzień zajęć).
  • Analiza mieszaniny – należy wykryć jakie kationy znajdują się w roztworze otrzymanym do analizy. Warunkiem wstępnym wydania mieszaniny w ćwiczeniach 1–3 jest poprawna analiza zawartości dwóch próbek, zawierających po jednym kationie każda.
• W skład ćwiczenia 5 wchodzą:
  • Trzy sprawdziany teoretyczne o stopniowo rosnącym zakresie materiału, obejmującym kolejno następujące grupy anionów:
    a) I, II i V grupa
    b) I, II, III i V grupa
    c) I, II, III, IV, V i VI grupa
    Powyższe sprawdziany teoretyczne będą realizowane na 3 kolejnych zajęciach (7, 8, 9 tydzień zajęć).
  • Analiza mieszaniny – należy wykryć jakie aniony są obecne w roztworze. Jest wydawane tylko jedno zadanie, którego zakres tematyczny obejmuje wszystkie aniony objęte programem i liczba jonów w zadaniu nie jest limitowana. Warunkiem wydania zadania jest poddanie się sprawdzianowi a i poprawna analiza zawartości 3 próbek, z których każda zawiera po 1 anionie (z grup kolejno jak w a, b i c).
• W ćwiczeniu 6 należy napisać sprawdzian (10 tydzień zajęć) i wykonać analizę skladu 4 soli, w tym jednej trudno rozpuszczalnej (podać ich skład: kation i anion).
• Ćwiczenie uznaje się za zakończone, gdy student poddał się obowiązującemu sprawdzianowi teoretycznemu, wykonał analizę mieszanin i oddał sprawozdanie. Przejście do wykonywania kolejnego ćwiczenia jest możliwe jedynie po zakończeniu ćwiczenia poprzedzającego.
• Liczba punktów uzyskanych przez studenta jest jawna.
• Prowadzący ma obowiązek usunąć z laboratorium studentów niestosujących się do wymogów bezpieczeństwa (okulary ochronne!).
• W części praktycznej każdego z ćwiczeń wydaje się tylko jedno zadanie i uzyskany wynik punktowy jest wynikiem ostatecznym. Sprawdziany teoretyczne, obowiązujące w danych ćwiczeniach, zalicza się także tylko raz.

Punktacja

Część praktyczna: Maksymalna liczba punktów, możliwa do uzyskania w części praktycznej każdego ćwiczenia została podana w poniższej tabeli:

Nr ćwiczenia	Maksymalna liczba punktów za część praktyczną	Maksymalna liczba punktów za część teoretyczną	Suma punktów
1	50	25	75
2	60	30	90
3	60	30	90
4	90	45	135
5	160	80*	240
6	80	40	120
Σ	500	250	750

*) część a 15 pkt., część b 25 pkt., część c 40 pkt.

Dopuszczalne jest określenie obecności danego jonu jako obecnego lub prawdopodobnie obecnego. Liczba punktów uzyskana przez studenta jest obliczana wg następującego wzoru:

P = (M / v) × (A + ½ B − C − ½ D)

gdzie:
P – liczba punktów uzyskana z części praktycznej danego ćwiczenia
M – maksymalna liczba punktów, jaką można uzyskać z części praktycznej danego ćwiczenia (patrz tabela)
v – rzeczywista liczba jonów w wydanej mieszaninie
A – liczba prawidłowo wykrytych jonów
B – liczba prawidłowo wykrytych jonów spośród podanych jako prawdopodobnie obecne
C – liczba jonów podanych jako obecne, a których w mieszaninie nie było
D – liczba jonów podanych jako prawdopodobnie obecne, a których w mieszaninie nie było

Przykładowo dla ćwiczenia 2: Program ćwiczenia obejmuje 6 kationów, a więc maksymalna liczba punktów M = 60. Student otrzymał do zbadania mieszaninę zawierającą 4 jony: Co²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺ i Mn²⁺. W sprawozdaniu z przeprowadzonej analizy podał, że wykrył obecność czterech kationów: Co²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺ i prawdopodobnie obecny jest też Cr³⁺. Suma uzyskanych punktów wynosi:

P = (60 / 4) × (3 + ½ × 0 − 1 − ½ × 1) = 22,5 pkt.

W ćwiczeniu 6 student otrzymuje +10 pkt. za prawidłowo wykryty jon, zaś −10 pkt. za brak odpowiedzi lub nieprawidłowo podany jon.

Część teoretyczna: Liczba punktów możliwa do uzyskania w części teoretycznej każdego ćwiczenia, została podana w tabeli powyżej. Inaczej mówiąc, w tej części można uzyskać maksymalnie do 50% punktów możliwych do uzyskania w części eksperymentalnej. W przypadku ćwiczenia 5 część teoretyczna będzie realizowana w postaci trzech kolejnych sprawdzianów (a-c) o rosnącym stopniu trudności.

Zaliczenie

Zaliczenie z ćwiczeń laboratoryjnych z Chemii nieorganicznej otrzymają studenci, którzy wykonają wszystkie ćwiczenia i uzyskają minimum 350 punktów, w tym przynajmniej 100 punktów za część teoretyczną. W przypadku gdy suma punktów uzyskana ze sprawdzianów jest mniejsza od 100 student otrzymuje ocenę niedostateczną bez względu na sumaryczną liczbę punktów.

Skala ocen

Liczba punktów	Ocena
610 — 750	4,5
480 — 609	4,0
350 — 479	3,5

Powyższa ocena pozytywna jest obniżana o pół stopnia gdy dorobek punktowy uzyskany w części teoretycznej jest zawarty w granicach 100 — 125 pkt. lub podwyższana o pół stopnia gdy przekracza 200 pkt.

Prowadzący, wyjątkowo, mają prawo podwyższyć lub obniżyć ocenę o pół stopnia, jeżeli uważają, że ocena wynikająca z liczby punktów nie oddaje w pełni jakości pracy studenta.

Jeżeli student z jakiegokolwiek z obowiązujących 8 sprawdzianów otrzyma 0 pkt. będzie musiał na końcu semestru przystąpić do sprawdzianu z całości materiału. Zaliczenie uzyskają ci, którzy zdobędą 50% punktów z tego kolokwium i posiadają minimum 350 punktów ogółem zebranych w trakcie semestru.

Nie jest możliwe poprawienie dorobku punktowego uzyskanego za pracę eksperymentalną w trakcie całego semestru. Natomiast jeżeli student nie uzyskał 100 punktów za część teoretyczną, ale uzyskał wymagane 350 punktów ogółem, to w trakcie sesji może przystąpić do kolokwium z całości materiału. Warunkiem otrzymania zaliczenia jest wówczas zdobycie 50% punktów z tego kolokwium.

Materiały

• Skrypt KChN on-line (laboratorium)
• J. Prejzner: Chemia nieorganiczna. Laboratorium, Wydawnictwo PG, 2004
• Test on-line sprawdzający wiedzę dot. kationów grup I-V
• Podstawowe czynności laboratoryjne
• Zasady bezpiecznej pracy w laboratorium
• Prosta metoda analizy mieszaniny kationów grupy IIA