CILJ KOLEGIJA
Savladavanje temelja kemije, kemijskog računa i stjecanje osnovnih vještina u laboratorijskom radu. Upoznati studente s kemijskim zbivanjima u duhu modernih teorija o strukturi atoma i molekula, statističke mehanike, valne mehanike i kvantne kemije kao i termodinamike. Upoznavanje s kemijom elemenata na temelju trendova promjene fizičkih i kemijskih svojstava unutar skupina
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA
PREDAVANJA
1. Uvod u kolegij, kemija danas, atom
2. Kvantni svijet
3. Kvantna mehanika - atomi I
4. Kvantna mehanika - atomi II
5. Kvantna mehanika - atomi III
6. Kemijska veza I
7. Kemijska veza II
8. Struktura i oblik molekula I
9. Struktura i oblik molekula II
10. Struktura i oblik molekula III
11. Plinovi, krutine i tekućine
12. Termodinamika kemijskih reakcija, fizička ravnoteža, kemijska ravnoteža
13. Kinetika, nuklearna kemija, elektrokemija
14. Periodni sustav elemenata: d-blok (kompleksni spojevi)
15. Periodni sustav elemenata: s- i p-blok (opća svojstva, najvažniji spojevi i karakteristične reakcije)
SEMINARI
1. Izvođenje nastave, mjerne jedinice, kemijski element i spojevi
2. Sastav spojeva, sastav smjese
3. Priprema i sastav otopina
4. Kemijske reakcije, redoks reakcije
5. Kvantitativno značenje kemijske reakcije I
6. Kvantitativno značenje kemijske reakcije II
7. Kvantitativno značenje kemijske reakcije III
8. Plinski zakoni
9. Kemijska ravnoteža I, plin-plin, plin-čvrsta faza
10. Kemijska ravnoteža II, elektroliti: jake i slabe kiseline/baze
11. Kemijska ravnoteža II, elektroliti: jake i slabe kiseline/baze
12. Kemijska ravnoteža III, elektroliti: hidroliza soli, puferi
13. Kemijska ravnoteža IV, elektroliti: kompleksi; teško topljive soli
14. Kemijska ravnoteža IV, elektroliti: kompleksi; teško topljive soli
15. Elektrokemija
VJEŽBE
UVODNA VJEŽBA
Sedimentiranje, centrifugiranje i dekantiranje, filtriranje, vaganje, isparavanje, određivanje mase suhe tvari
VJEŽBA 1
RASTAVLJANJE TVARI NA ČISTE TVARI, frakcijska destilacija, kromatografija, sublimacija
VJEŽBA 2
ZAKONI KEMIJSKOG SPAJANJA, Zakon stalnih omjera masa, Zakon spojnih masa
VJEŽBA 3
PLINSKI ZAKONI, provjera Boyle-Mariotteova zakona, provjera Gay-Lussacova zakona, određivanje molarnog volumena kisika
VJEŽBA 4
OTOPINE I NJIHOVA SVOJSTVA, otopine plinova u tekućinama, otopine tekućina u tekućinama, otopine krutina u tekućinama, otopine elektrolita
VJEŽBA 5
VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJA I, redoks reakcije, ELEKTRODNE REAKCIJE, elektroliza
VJEŽBA 6
VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJA II, KOMPLEKSNE REAKCIJE, reakcije izmjene liganada, cijano kompleksi željeza, kompleksi kobalta,taloženje i svojstva kobaltova(III) hidroksida
VJEŽBA 7
BRZINA KEMIJSKE REAKCIJE, utjecaj koncentracije i temperature na brzinu kemijske reakcije, utjecaj katalizatora na brzinu kemijske reakcije
VJEŽBA 8
KEMIJSKA RAVNOTEŽA, određivanje konstante pH-metrijskog indikatora, određivanje koncentracije otopine NaOH, određivanje koncentracije otopine joda, ravnoteža u otopinama kompleksa
VJEŽBA 9
PRAKTIČNI PRIMJERI KEMIJSKIH REAKCIJA, dobivanje vodika, redukcija vodikom, dobivanje klora, broma i joda, dobivanje i svojstva kisika
VJEŽBA 10
PRAKTIČNI PRIMJERI KEMIJSKIH REAKCIJA II, dobivanje sumporova(IV) oksida, dobivanje amonijaka, dobivanje borne kiseline dobivanje kalijeva permanganata i kalijeva manganata
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA
Nakon završenog kolegija studenti će steći temeljna znanja iz opće kemije neophodna za daljnje razumijevanje specifičnih grana kemije s posebnim naglaskom na stjecanju vještina za rješavanje problema primjenom osnovnim kemijskih načela. Studenti će također steći i osnovne laboratorijske vještine (sigurno rukovanje kemijskim supstancijama, pravila rada u kemijskom laboratoriju).
Pomoću periodičnih trendova studenti će moći predvidjeti svojstva kemijskih elemenata i njihovih spojeva, a uz moderne teorije kemijske veze razumjeti oblik, strukturu i svojstva molekula (spojeva).
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA
Prisutnost na svim oblicima nastave. Izrada seminara sa zadanom temom iz anorganske kemije.
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA
Redovito prisustvovanje predavanjima, seminarima i laboratorijskim vježbama uključujući položen završni kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE
Predavanja, seminari i eksperimentalni rad u laboratoriju.
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA
Parcijalni testovi/pismeni i usmeni ispit. Uvjet za pristupanje ispitu je položen završni kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA
Studentska anketa
METODIČKI PREDUVJETI
Ne traže se nikakvi preduvjeti
ISHODI UČENJA KOLEGIJA
1. Primijeniti stečena znanja neophodna za razumijevanje ostalih grana kemije.
2. Rješavati kemijske račune na osnovi temeljnih kemijskih principa.
3. Demonstrirati osnovne laboratorijske vještine pri rukovanju kemijskim supstancijama.
4. Analizirati struktura tri različita stanja tvari.
5. Argumentirati svojstva pojedinih elemenata s obzirom na položaj elementa u periodnom sustavu elemenata
6. Izdvojiti najznačajnije reakcije karakteristične za elemente glavnih skupina.
7. Objasniti kemijsku vezu, imenovati i napisati formule kompleksnih spojeva.
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA
1. Opisati fenomene u području kemijskog inženjerstva rječnikom i instrumentarijem temeljnih znanosti - matematike, fizike i kemije
2. Primijeniti znanstveni pristup u realnim kemijsko-inženjerskim problemima
3. Kritički se koristiti literaturom u tiskanom i internetskom obliku za prikupljanje potrebnih informacija za rješavanje kemijsko-inženjerskih problema
4. Protumačiti rezultate samostalno planiranih eksperimenata, uz nadzor iskusnoga kemijskog inženjera
5. Pokazati komunikacijske vještine za prikaz rezultata u pismenom i usmenom obliku, uključujući i engleski jezik, te sposobnost timskog rada, uključujući i stručnjake iz drugih disciplina
6. Pokazati sposobnost samostalnog učenja te prepoznavanje potrebe za cjeloživotnim obrazovanjem
NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA
NASTAVNA CJELINA 1 (tjedan 1-5)
Ishodi učenja:
Student će nabrojati svojstva tvari, razlikovati elemente od spojeva, čiste tvari od smjese tvari. U skladu s modernom teorijom o strukturi atoma, student će objasniti principe neodređenosti i kvantne mehanike, skicirati energijske nivoe i oblik atomskih orbitala. Na osnovu apsorpcije i emisije elektromagnetskog zračenja student će usporediti osnovno i pobuđeno stanje atoma.
Kriteriji vrednovanja:
- identificirati svojstvo kao kemijsko ili fizičko, intenzivno ili ekstenzivno
- međusobno razlikovati molekule, atome i ione
- opisati strukturu atoma
- napisati elektronsku konfiguraciju neutralnog atoma i iona
NASTAVNA CJELINA 2 (tjedan 6-10)
Ishodi učenja:
Student će razlikovati kovalentnu od ionske veze, te dati primjere kovalentnih i ionskih spojeva. Iz položaja elementa u PSE student će definirati valentne i unutarnje elektrone, te prikazati Lewisove simbole elemenata i primijeniti ih pri crtanju Lewisovih struktura. Na osnovu kvantnih teorija kemijske veze, student će skicirati energijski dijagram molekule, napisati njenu molekulsku konfiguraciju, te procijeniti (ne)stabilnost molekule.
Kriteriji vrednovanja:
- nacrtati Lewisove strukture molekula i iona
- na osnovu elektronegativnosti odrediti dipolni karakter i vrstu spoja (ionski ili kovalentni)
- predvidjeti vrstu, duljinu i jačinu kemijske veze
- razlikovati vrste hibridizacija i objasniti razliku između sigma i pi veze
NASTAVNA CJELINA 3 (tjedan 11-13)
Ishodi učenja:
Student će objasniti razliku između idealnih i realnih plinova, te na osnovu međumolekuslkih interakcija usporediti različita stanja tvari. Student će također objasniti ulogu entalpije u kemijskoj reakciji, procijeniti (ne)spontanost procesa, odrediti brzinu i red kemijske reakcije, procijeniti njen smjer. Usporediti kiseline i baze. Objasniti različite vrste radioaktivnog raspada.
Kriteriji vrednovanja:
- izračunati p, V, n ili T pri zadanim uvjetima pomoću plinskih zakona
- nabrojati i objasniti vrste međumolekulskih interakcija
- izračunati promjenu entalpije i Gibbsove energije neke kemijske (elektrokemijske reakcije) reakcije
- izračunati i analizirati konstantu kemijske ravnoteže
- izračunati pH otopine
- napisati i izjednačiti jednadžbu nuklearne reakcije
NASTAVNA CJELINA 4 (tjedan 14 i 15 anorganski dio)
Ishodi učenja:
Student će objasniti periodne trendove u PSE. Također će analizirati promjenu vrelišta i tališta kemijskih spojeva te argumentirati karakteristične reakcije elemenata glavnih skupina PSE. Usporediti jakost oksokiselina 15., 16. i 17. skupine. Uspoređivati elektronske konfiguracije kompleksnih spojeva te predlagati njihove geometrijske oblike.
Kriteriji vrednovanja:
- napisati elektronsku konfiguraciju elemenata
- nacrtati strukturnu formulu oksokiseline, te predvidjeti jakost kiseline
- primjenom teorije kristalnog polja prikazati elektronsku konfiguraciju kompleksa, te mu odrediti magnetska svojstva, boju i sl.
|
- , I. Filipović i S. Lipanović: Opća i anorganska kemija, Školska knjiga, Zagreb, 1996., , , .
- , M. Sikirica, Stehiometrija, XX. Izdanje, Školska knjiga, Zagreb, 2008, , , .
- , D. Grdenić, Molekule i kristali, V. obnovljeno i dopunjeno izdanje, Školska knjiga, Zagreb, 2005, , , .
- , P. Atkins, L. Jones, L. Laverman: Chemical Principles: The Quest for Insight, 6th edition, W. H. Freeman and Company, New York, 2013, , , .
- , R. Chang, J. Overby: General Chemistry: The Essential Concepts, 6th edition, The McGraw-Hill Comp., Inc., New York, 2011., , , .
- , M. S. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change, 5th edition, The Mc Graw-Hill Comp., Inc., New York, 2009, , , .
|
Pristupačnost
