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.

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. Koordinacijski spojevi: elektronska struktura kompleksa i svojstva
12. Plinovi, krutine i tekućine
13. Termodinamika kemijskih reakcija, kemijska ravnoteža
14. Fizička ravnoteža, elektrokemija
15. Kemijska kinetika, nuklearna kemija; primjena kemijskih principa: odabrane teme


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 REAKCIJAI, redoks reakcije, ELEKTRODNE REAKCIJE, elektroliza
VJEŽBA 6
VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJAII, 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).

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. Primijeniti teoriju kemijske veze na tumačenje odnosa struktura - svojstvo tvari

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA

1. Rješavati kvalitativne i kvantitativne probleme primjenom prikladnih kemijskih principa i teorija
2. Interpretirati kemijske informacije i podatke
3. Prezentirati materijale vezane uz studij (usmeno i pismeno) stručnom auditoriju
4. Primijeniti znanja u praksi, posebno u rješavanju problema na temelju kvalitativnih ili kvantitativnih informacija
5. Primijeniti standardne laboratorijske postupke i instrumentaciju u preparativne ili analitičke svrhe, za organske i anorganske sustave
6. Primijeniti tehnike i metode za mjerenje kemijskih veličina, svojstava ili promjena
7. Interpretirati rezultate laboratorijskih opažanja i mjerenja, njihovo značenje i povezanost s odgovarajućom teorijom

NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA
NASTAVNA CJELINA 1 (tjedan 1-5)
Ishodi učenja:
Nabrojati svojstva tvari, razlikovati elemente od spojeva, čiste tvari od smjese tvari. U skladu s modernom teorijom o strukturi atoma, objasniti principe neodređenosti i kvantne mehanike, skicirati energijske nivoe i oblik atomskih orbitala. Na osnovu apsorpcije i emisije elektromagnetskog zračenja 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 6-11)
Ishodi učenja:
Razlikovati kovalentnu od ionske veze, te dati primjere kovalentnih i ionskih spojeva. Iz položaja elementa u PSE definirati valentne i unutarnje elektrone, te prikazati Lewisove simbole elemenata i primijeniti ih pri crtanju Lewisovih struktura. Na osnovu kvantnih teorija kemijske veze, skicirati energijski dijagram molekule, napisati njenu molekulsku konfiguraciju, te procijeniti (ne)stabilnost molekule. Uspoređivati elektronske konfiguracije kompleksnih spojeva te predlagati njihove geometrijske oblike.
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
- primjenom teorije kristalnog polja prikazati elektronsku konfiguraciju kompleksa, te mu odrediti magnetska svojstva, boju i sl.

NASTAVNA CJELINA 3 (tjedan 12 i 13)
Ishodi učenja:
Objasniti razliku između idealnih i realnih plinova, te na osnovu međumolekuslkih interakcija usporediti različita stanja tvari. Objasniti ulogu entalpije u kemijskoj reakciji, procijeniti (ne)spontanost procesa. Usporediti kiseline i baze.
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 reakcije
- izračunati i analizirati konstantu kemijske ravnoteže
- izračunati pH otopine

NASTAVNA CJELINA 4 (tjedan 14 i 15)
Ishodi učenja:
Opisati i identificirati reakcije u elektrokemijskim ćelijama, odrediti (ne)spontanost. Odrediti konstantu brzine i red kemijske reakcije i definirati utjecaj katalizatora na brzinu i smjer kemijske reakcije. Povezati temperaturnu ovisnost s brzinom kemijske reakcije. Analizirati različite vrste radioaktivnog raspada i odrediti energijske promjene koje prate nuklearne reakcije.

Kriteriji vrednovanja:
- izjednačiti kemijske jednadžbe redoks reakcija
- izračunati potencijal elektrokemijske ćelije
- izračunati konstantu brzine kemijske reakcije pomoću energije aktivacije
- izračunati energijske promjene tijekom nuklearnih reakcija

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

Obavezni predmet - Redovni studij - Kemija i inženjerstvo materijala