Inżynieria Materiałowa
Chemia I, II, III
Semestr I (1°)
Osoba odpowiedzialna za przedmiot: dr hab. inż. Jarosław Chojnacki.
Wykład
Program
- Atomy i cząsteczki: Materia, masa, energia. Model standardowy, cząstki subatomowe. Atom, izotop, pierwiastek chemiczny. Liczba atomowa, masowa, masa atomowa. Mol.
- Struktura elektronowa atomu: Podstawy mechaniki kwantowej. Równania de Broglie'a, Schrödingera, zasada Heisenberga. Liczby kwantowe. Orbitale. Reguły Pauliego i Hunda. Konfiguracje elektronowe.
- Klasyfikacja pierwiastków chemicznych: Układ okresowy a budowa atomów. Bloki elektronowe. Typy pierwiastków chemicznych. Okresowa zmiana właściwości fizycznych i chemicznych.
- Wiązania chemiczne: Wiązania: jonowe, kowalencyjne, spolaryzowane, koordynacyjne. Geometria cząsteczek. Hybrydyzacja orbitali. Metoda LCAO i VSEPR. Wiązanie wodorowe, metaliczne, van der Waalsa.
- Klasyfikacja związków chemicznych: Wodorki, tlenki, kwasy, zasady, sole. Współczesna nomenklatura. Wpływ typu wiązań na właściwości fizyczne i chemiczne.
- Reakcje chemiczne: Typy reakcji chemicznych. Efekty energetyczne. Podstawy termodynamiki i termochemii. Równowaga chemiczna. Kinetyka reakcji chemicznych.
- Równowagi w roztworach wodnych: Stężenia roztworów. Dysocjacja elektrolityczna. Elektrolity mocne i słabe. Równowaga kwasowo-zasadowa. Teorie kwasów i zasad. Wskaźniki. Hydroliza, bufory, amfoteryzm. Strącanie osadów, iloczyn rozpuszczalności.
- Podstawy elektrochemii: Potencjał redoks. Reakcje redoks. Szereg elektrochemiczny. Ogniwa galwaniczne. Elektroliza.
Materiały
Ćwiczenia
Program
- Pisanie równań reakcji chemicznych: cząsteczkowych i jonowych (3 godziny)
- Roztwory: stężenie molowe, stężenie procentowe (wagowe), ppm, ppb, przeliczanie stężeń (3 godziny)
- Pierwsze kolokwium (7 tydzień zajęć)
- Stechiometria związków i mieszanin, wyznaczanie wzorów empirycznych i rzeczywistych(2h),
- Stechiometria reakcji, uwzględnianie czystości, stężeń reagentów i ich nadmiaru oraz wydajności reakcji (4 godziny)
- Drugie kolokwium (14 tydzień zajęć)
- Kolokwium poprawkowe (15 tydzień zajęć)
Zaliczenie
W trakcie semestru przeprowadzone będą dwa kolokwia. Z każdego kolokwium można uzyskać 15 punktów. Aby zaliczyć ćwiczenia rachunkowe należy uzyskać łącznie co najmniej 16 punktów z obu sprawdzianów i minimum 5 z każdego z nich. Skala ocen jest następująca:
| Liczba punktów | Ocena |
|---|---|
| 28 — 30 | 5,0 |
| 25 — 27 | 4,5 |
| 22 — 24 | 4,0 |
| 19 — 21 | 3,5 |
| 16 — 18 | 3,0 |
| < 16 | 2,0 |
Literatura
- Zadania obejmujące stężenia i stechimetrię dla kierunku IM
- Skrypt KChN on-line (ćwiczenia, rozdzialy 3-5)
- Z. Bądkowska, E. Koliński, M. Wojnowska: Obliczenia z Chemii Nieorganicznej. Wydawnictwo PG.
- K. M. Pazdro: Zbiór zadań z chemii dla szkół średnich. OE Pazdro.
- H. Całus: Podstawy Obliczeń Chemicznych. PWT.
- N. Glinka: Zadania i ćwiczenia z chemii ogólnej. PWN.
- Wydawane są również inne zbiory zadań. Zachęcamy do wykorzystania wszystkich dostępnych źródeł.
Inżynieria Materiałowa
Chemia I, II, III
Semestr II (1°)
Osoba odpowiedzialna za przedmiot: dr hab. inż. Jarosław Chojnacki.
Laboratorium
Program
Program przedmiotu obejmuje 10 ćwiczeń z analizy jakościowej kationów, anionów i substancji nieorganicznych. Ćwiczenia te studenci wykonują indywidualnie. Każde ćwiczenie polega na przeprowadzeniu analizy jakościowej otrzymanej próbki oraz napisaniu sprawdzianu.
Uwaga! W laboratorium należy pracować w fartuchu i okularach ochronnych.
Zakres poszczególnych ćwiczeń oraz maksymalne ilości punktów, które można uzyskać za ich wykonanie przedstawiono w poniższej tabeli:
| Nr ćwiczenia | Zakres | Maksymalna liczba punktów za część praktyczną |
Maksymalna liczba punktów za część teoretyczną |
Suma punktów |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Zajęcia wstępne | |||
| 2 | I grupa kationów: Ag+, Hg22+, Pb2+ |
30 | 15 | 45 |
| 3 | IIA grupa kationów: Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+ |
50 | 25 | 75 |
| 4 | III grupa kationów: Ni2+, Co2+, Fe3+, Mn2+, Al3+, Zn2+ |
60 | 30 | 90 |
| 5 | IV i V grupa kationów: Ca2+, Ba2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+ |
60 | 30 | 90 |
| 6 | I grupa anionów: Cl−, Br−, I−, [Fe(CN)6]4−, [Fe(CN)6]3− |
50 | 25 | 75 |
| 7 | II i V grupa anionów: NO2−, CH3COO−, NO3−, MnO4− |
40 | 20 | 60 |
| 8 | III grupa anionów: SO32−, CO32−, C2O42−, BO33−, C4H4O62− |
50 | 25 | 75 |
| 9 | IV i VI grupa anionów: PO43−, S2O32−, CrO42−, SO42− |
40 | 20 | 60 |
| 10 | Trzy substancje nieorganiczne: kwasy, zasady, sole, tlenki, metale |
60 | 30 | 90 |
| Σ | 440 | 220 | 660 |
Zaliczenie
- Warunkiem przystąpienia do analizy próbki jest napisanie krótkiego kolokwium (tzw. wejściówki), punktowanego według powyższej tabeli.
- Za pomocą metod chemicznych należy zanalizować otrzymaną próbkę, która będzie stanowić mieszaninę kilku jonów spośród wymienionych w tabeli (zależnie od ćwiczenia).
- W ćwiczeniu 10 wydawane są trzy substancje oddzielnie.
- Wynik analizy należy przedstawić w postaci krótkiego pisemnego sprawozdania na odpowiednich drukach dostępnych na laboratorium. W sprawozdaniu należy podać, jakie jony (substancje) zostały wykryte oraz równania reakcji chemicznych, które doprowadziły do stwierdzenia ich obecności.
- Za nieobecność lub nieoddanie sprawozdania z ćwiczeń 2-9 otrzymuje się 0 pkt., a w przypadku ćwiczenia nr 10 uzyskuje się −60 pkt.
- Odrabianie ćwiczenia w innym terminie możliwe jest tylko po okazaniu zwolnienia lekarskiego, bądź innego dokumentu usprawiedliwiającego nieobecność.
- Za każdy prawidłowo wykryty jon dostaje się punkty dodatnie, za podanie jonu nieobecnego w próbce dostaje się punkty ujemne. Liczba punktów za analizę obliczana jest według poniższego wzoru:
P = (M / n) × (A − B)
gdzie:
P – liczba punktów uzyskana z części praktycznej danego ćwiczenia
M – maksymalna liczba punktów, jaką można uzyskać z części praktycznej danego ćwiczenia (patrz tabela)
n – rzeczywista liczba jonów w wydanej mieszaninie
A – liczba prawidłowo wykrytych jonów
B – liczba jonów, które nie były obecne w mieszaninie, a zostały podane w sprawozdaniu jako obecne
Ilustrują to następujące przykłady: Studentka w ćwiczeniu nr 1 (M = 30) otrzymała do analizy próbkę zawierającą dwa kationy Hg22+ i Pb2+ (n = 2)...
- ...w sprawozdaniu napisała, że wykryła jony Ag+ i Hg22+. Jeden dobrze, jeden źle. Dostaje:
A = 1, B = 1
P = (30 / 2) × (1 − 1) = 0 pkt. - ...w sprawozdaniu napisała, że wykryła trzy jony Ag+, Hg22+ i Pb2+. Dwa dobrze, jeden źle. Dostaje:
A = 2, B = 1
P = (30 / 2) × (2 − 1) = 15 pkt. - ...w sprawozdaniu napisała, że wykryła jony Hg22+ i Pb2+. Oba dobrze. Dostaje:
A = 2, B = 0
P = (30 / 2) × (2 − 0) = 30 pkt.
Skalę ocen podano w poniższej tabeli:
| Liczba punktów | Ocena |
|---|---|
| 596 — 660 | 5,0 |
| 561 — 595 | 4,5 |
| 496 — 560 | 4,0 |
| 431 — 495 | 3,5 |
| 365 — 430 | 3,0 |
| < 365 | 2,0 |
- Osoby, które nie uzyskają zaliczenia w normalnym terminie, mają prawo pisać dodatkowy sprawdzian teoretyczny (z całości materiału) jeśli były obecne na co najmniej 8 zajęciach i uzyskały sumę punktów powyżej 200. Dla zaliczenia (ocena maksymalna 3.0) należy w tym sprawdzianie zdobyć powyżej 50% punktów.
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