1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Laboratorijske vježbe	30
Seminar	30

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

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 I, 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

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.

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. Objasniti znanstvene temelje važne za ekoinženjerstvo, posebice temeljna znanja iz područja kemije, matematike, fizike, biologije i ekoinženjerstva
2. Upotrijebiti osnovne laboratorijske vještine i pravila rada u fizikalnim, kemijskim i mikrobiološkim laboratorijima
3. Organizirati učinkoviti rad u laboratoriju, samostalno ili kao dio multidisciplinarnog tima
4. Teorijski protumačiti rezultate eksperimentalnog rada
5. Prikazati rezultate svoga rada u pismenom i usmenom obliku
6. Razviti radnu etiku, osobnu odgovornost i težnju za daljnjim usavršavanjem

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.

1. Primijeniti stečena znanja iz opće kemije 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 strukturu 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.

1. M. Sikirica, Stehiometrija, XX. Izdanje, Školska knjiga, Zagreb, 2008.,
2. I. Filipović i S. Lipanović: Opća i anorganska kemija, Školska knjiga, Zagreb, 1996.,
3. D. Grdenić, Molekule i kristali, V. obnovljeno i dopunjeno izdanje, Školska knjiga, Zagreb, 2005,
4. P. Atkins, L. Jones, L. Laverman: Chemical Principles: The Quest for Insight, 6th edition, W. H. Freeman and Company, New York, 2013,
5. M. S. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change, 5th edition, The Mc Graw-Hill Comp., Inc., New York, 2009,
6. R. Chang, J. Overby: General Chemistry: The Essential Concepts, 6th edition, The McGraw-Hill Comp., Inc., New York, 2011,

Obavezni predmet - Redovni studij - Ekoinženjerstvo