Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
GIS-2-109-ZS-s
Name:
Chemia fizyczna i organiczna
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Zagospodarowanie surowców i odpadów
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. Marciniak-Kowalska Jolanta (jmk@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr Młynarczykowska Anna (mindziu@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Rozumienie specyfikę chemii organicznej i powstałych na jej bazie tworzyw i włókien sztucznych, rozpuszczalników i paliw, środków ochrony roślin, produktów syntezy orga-nicznej, których trwałość i słaba naturalna biodegradacji stwarzają problemy ekologiczne. IS2A_K05, IS2A_K01 Case study,
Participation in a discussion
M_K002 Student w pełni rozumie potrzebę kontroli stanu jakości środowiska oraz konieczności przestrzegania obowiązujących regulacji prawnych IS2A_K02, IS2A_K05, IS2A_K07 Case study,
Participation in a discussion
M_K003 Student dostrzega i rozumie potrzebę racjonalnego gospodarowania zasobami śrdowiska ze szczególnych uwzględnieniem obiegów sunstancji w zakładach przemysłowych IS2A_K03, IS2A_K06, IS2A_K04 Case study,
Participation in a discussion
Skills
M_U001 Student posiada umiejętność planowania, przewidywania, stosowania przemian fizyko-chemicznych w technologii w inżynierii środowiska, IS2A_U01, IS2A_U05, IS2A_U06 Examination,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi ze zrozumieniem czytać i interpretować instrukcje do ćwiczeń IS2A_U02 Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
M_U003 Student w oparciu o pomoce naukowe, dydaktyczne, własną wiedzę; ze zrozumieniem konstruktywnym dystansem potrafi dokonać interpretacji uzyskanych rezultatów IS2A_U01, IS2A_U05, IS2A_U15 Report,
Case study,
Participation in a discussion
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę podstawową z zakresu nauk ścisłych : chemia ogólna, matematyka; oraz zagadnień z dyscyplin inżynierskich IS2A_W01 Examination,
Test,
Case study
M_W002 Rozumie zjawiska i procesy przemian chemicznych i fizykochemicznych zachodzących w środowisku, szczególnie w aspekcie gospodarki odpadami. IS2A_W04, IS2A_W02 Activity during classes,
Examination
M_W003 Student posiada wiedzę dotyczącą kształtowania środowiska w aspekcie gospodarowania surowcami odpadowymi IS2A_W07, IS2A_W02, IS2A_W03 Examination,
Case study,
Participation in a discussion
M_W004 Student posiada wiedzę z zakresu ilościowej i jakościowej interpretacji zanieczyszczeń w środowisku zewnątrznym i wewntrznym IS2A_W04, IS2A_W07, IS2A_W10 Case study,
Participation in a discussion
M_W005 Student posiada wiedzę w obszarze planowania eksperymentów i wykonywania pomiarów wybranych parametrów fizycznych i chemicznych IS2A_W13, IS2A_W06, IS2A_W15 Report,
Execution of laboratory classes
M_W006 Student zna przepisy i rozporządzenia regulujące dopuszczalne zawartości określonych parametrów i substancji w środowisku w zależnościom jej ostatecznego przeznaczenia IS2A_W04, IS2A_W03 Report,
Case study,
Participation in a discussion
M_W007 Student ma wiedzę z zakresu informacji naukowej i wie jak ją gromadzić oraz wykorzystać w swoich badaniach zgodnie z zasadami prawnymi i etycznymi IS2A_W12, IS2A_W17, IS2A_W16 Report,
Case study
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Rozumienie specyfikę chemii organicznej i powstałych na jej bazie tworzyw i włókien sztucznych, rozpuszczalników i paliw, środków ochrony roślin, produktów syntezy orga-nicznej, których trwałość i słaba naturalna biodegradacji stwarzają problemy ekologiczne. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student w pełni rozumie potrzebę kontroli stanu jakości środowiska oraz konieczności przestrzegania obowiązujących regulacji prawnych + - + - - - - - - - -
M_K003 Student dostrzega i rozumie potrzebę racjonalnego gospodarowania zasobami śrdowiska ze szczególnych uwzględnieniem obiegów sunstancji w zakładach przemysłowych + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student posiada umiejętność planowania, przewidywania, stosowania przemian fizyko-chemicznych w technologii w inżynierii środowiska, - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi ze zrozumieniem czytać i interpretować instrukcje do ćwiczeń - - + - - - - - - - -
M_U003 Student w oparciu o pomoce naukowe, dydaktyczne, własną wiedzę; ze zrozumieniem konstruktywnym dystansem potrafi dokonać interpretacji uzyskanych rezultatów + - - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę podstawową z zakresu nauk ścisłych : chemia ogólna, matematyka; oraz zagadnień z dyscyplin inżynierskich + - + - - - - - - - -
M_W002 Rozumie zjawiska i procesy przemian chemicznych i fizykochemicznych zachodzących w środowisku, szczególnie w aspekcie gospodarki odpadami. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę dotyczącą kształtowania środowiska w aspekcie gospodarowania surowcami odpadowymi + - - - - - - - - - -
M_W004 Student posiada wiedzę z zakresu ilościowej i jakościowej interpretacji zanieczyszczeń w środowisku zewnątrznym i wewntrznym - - + - - - - - - - -
M_W005 Student posiada wiedzę w obszarze planowania eksperymentów i wykonywania pomiarów wybranych parametrów fizycznych i chemicznych - - + - - - - - - - -
M_W006 Student zna przepisy i rozporządzenia regulujące dopuszczalne zawartości określonych parametrów i substancji w środowisku w zależnościom jej ostatecznego przeznaczenia - - - - - - - - - - -
M_W007 Student ma wiedzę z zakresu informacji naukowej i wie jak ją gromadzić oraz wykorzystać w swoich badaniach zgodnie z zasadami prawnymi i etycznymi + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. I. CHEMIA FIZYCZNA1. Zasady termodynamiki w teorii i w zadaniach. Równanie Gibbsa-Helmholtza. Funkcje stanu i zależności pomiędzy nimi. Reakcje odwracalne i nieodwracalne. Kinetyka reakcji chemicznych homo i heterogenicznych. Wpływ temperatury na szybkość reakcji – teoria zderzeń aktywnych i teoria stanu pośredniego – 1 godz. 2. Termochemia-przemiany chemiczne i fazowe. Prawo Hessa i jego zastosowania. Ciepła przemian fazowych- molowe ciepło parowania, topnienia, sublimacji. – l godz.3. Elementy elektrochemii. Zjawiska elektrochemiczne, przewodnictwo elektryczne roztworów elektrolitów, różnice potencjałów na granicy faz. Procesy elektrodowe pasywacja, rodzaje korozji i sposoby jej zapobiegania – 1 godz.4. Zjawiska powierzchniowe na granicy faz, napięcie powierzchniowe i jego zależność od temperatury, wpływ ciśnienia na napięcie powierzchniowe, metody pomiaru. Praca adhezji i kohezji – 1godz. 5. Adsorpcja fizyczna i chemiczna, izotermy adsorpcji, adsorpcja na powierzchni cieczy (równanie Gibbsa). – 1 godz.6. Układy koloidalne, charakterystyka ogólna, metody otrzymywania i oczyszczania układów koloidalnych, właściwości, stabilność, lepkość i ich rola w przyrodzie. Budowa miceli, otrzy-mywanie zoli i żeli. Zjawiska elektrokinetyczne. Emulsje, piany ich budowa tworzenie i wpływ na środowisko – 1 godz. 7. Spektroskopia molekularna: spektrofotometria UV-Vis, w podczerwieni, laserowa, ramanowska, magnetyczny rezonans jądrowy. Spektrometria atomowa. 1godzPraca własna studentów:1. Budowa materii gazu, cieczy i ciał stałych (modele)2. Rodzaje ogniw elektrochemicznych i ich budowa, zastosowanie3. Równowagi jonowe w roztworach, aktywność jonów, aktywność elektrolitu,4. Iloczyn rozpuszczalności, równowagi kwasowo-zasadowe.5. Elektroliza i prawa FaradayaII. CHEMIA ORGANICZNA1. Przedmiot i znaczenie chemii organicznej. Położenie węgla w układzie okresowym. Systematyka związków organicznych .Węglowodory nasycone (alkany). Szeregi homologiczne. Izomeria łańcuchowa. Rzędowość atomu węgla. Nazewnictwo izoalkanów. Cykloalkany. (1h).2. Węglowodory nienasycone – alkeny, dieny, polieny, alkiny. Izomeria położenia wiązania podwójnego i stereoizomeria. (1h).3. Węglowodory aromatyczne. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne(1h). 4. Jednofunkcyjne pochodne węglowodorów. Fluorowcopochodne węglowodorów, alkohole, etery, fenole (1h). 5.Aldehydy i ketony (1h). 6. Kwasy karboksylowe i ważniejsze kwasy tłuszczowe. Mydła. Kwas benzenokarboksylowy (1h).8. Reakcja estryfikacji. Tłuszcze. Zmydlanie tłuszczów. Aminy jako pochodne amoniaku. Aminokwasy (1h). 9. Podział cukrów (0,5h)

  2. Funkcje stanu

    Zasady termodynamiki w teorii i w zadaniach. Równanie Gibbsa-Helmholtza. Funkcje stanu i zależności pomiędzy nimi. Reakcje odwracalne i nieodwracalne. Kinetyka reakcji chemicznych homo i heterogenicznych. Wpływ temperatury na szybkość reakcji – teoria zderzeń aktywnych i teoria stanu pośredniego – 1 godz.

  3. Termochemia-przemiany chemiczne i fazowe

    Prawo Hessa i jego zastosowania. Ciepła przemian fazowych- molowe ciepło parowania, topnienia, sublimacji. – l godz.3. Elementy elektrochemii. Zjawiska elektrochemiczne, przewodnictwo elektryczne roztworów elektrolitów, różnice potencjałów na granicy faz. Procesy elektrodowe pasywacja, rodzaje korozji i sposoby jej zapobiegania – 1 godz.

  4. Elementy elektrochemii

    Zjawiska elektrochemiczne, przewodnictwo elektryczne roztworów elektrolitów, różnice potencjałów na granicy faz. Procesy elektrodowe pasywacja, rodzaje korozji i sposoby jej zapobiegania – 1 godz.

  5. Zjawiska powierzchniowe na granicy faz

    Zjawiska powierzchniowe na granicy faz, napięcie powierzchniowe i jego zależność od temperatury, wpływ ciśnienia na napięcie powierzchniowe, metody pomiaru. Praca adhezji i kohezji – 1godz.

  6. Adsorpcja

    Adsorpcja fizyczna i chemiczna, izotermy adsorpcji, adsorpcja na powierzchni cieczy (równanie Gibbsa). – 1 godz.

  7. Układy koloidalne

    Układy koloidalne, charakterystyka ogólna, metody otrzymywania i oczyszczania układów koloidalnych, właściwości, stabilność, lepkość i ich rola w przyrodzie. Budowa miceli, otrzy-mywanie zoli i żeli. Zjawiska elektrokinetyczne. Emulsje, piany ich budowa tworzenie i wpływ na środowisko – 1 godz.

  8. Spektroskopia molekularna

    Spektroskopia molekularna: spektrofotometria UV-Vis, w podczerwieni, laserowa, ramanowska, magnetyczny rezonans jądrowy. Spektrometria atomowa – budowa i metody pomiaru 1godz

  9. Chemia organiczna

    Przedmiot i znaczenie chemii organicznej. Położenie węgla w układzie okresowym. Systematyka związków organicznych. Węglowodory nasycone (alkany). Szeregi homologiczne. Izomeria łańcuchowa. Rzędowość atomu węgla. Nazewnictwo izoalkanów. Cykloalkany. (1h).

  10. Węglowodory nienasycone

    Węglowodory nienasycone – alkeny, dieny, polieny, alkiny. Izomeria położenia wiązania podwójnego i stereoizomeria. (1h).

  11. Węglowodory aromatyczne

    Węglowodory aromatyczne. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne(1h).

  12. Jednofunkcyjne pochodne węglowodorów

    Jednofunkcyjne pochodne węglowodorów. Fluorowcopochodne węglowodorów, alkohole, etery, fenole (1h).

  13. Aldehydy, ketony i kwasy organiczne

    Aldehydy i ketony. 6. Kwasy karboksylowe i ważniejsze kwasy tłuszczowe. Mydła. Kwas benzenokarboksylowy (2h).

  14. Estryfikacja i zmydlanie tłuszczy, cukry

    Reakcja estryfikacji. Tłuszcze. Zmydlanie tłuszczów. Aminy jako pochodne amoniaku. Aminokwasy. 9. Podział cukrów (1,5h)

Laboratory classes:
Reakcje w roztworacj i zajwiska na granicach faz

Chemia fizyczna
1. Zapoznanie studentów z przepisami BHP i zasadami bezpieczeństwa pracy w labolatorium chemicznym-(1/2 h)
2.Adsorpcja związków organicznych na stałym sorbencie (adsorpcja kwasu octowego na węglu aktywnym) – 2 godz.
3. Wyznaczanie współczynnika Nernsta dla układu dwu cieczy niemieszających się – 2 godz.
4. Kinetyka reakcji chemicznej (badanie wpływu ilości substancji oraz zmiany temperatury na szybkość reakcji chemicznej) – 2 godz.
5. Kolokwium sprawdzające (1/2h)

II. Chemia organiczna.
1. Charakterystyczne reakcje węglowodorów – alkany, alkeny, alkiny, areny- (2 godz.).
2.Wykrywanie grup funkcyjnych – (2 godz.).
3.Reakcje charakterystyczne dla białek-(2 godz.)
4. Reakcje niedekodyfikujące dla cukrów prostych i złożonych(1 godz.)

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 80 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 15 h
Participation in laboratory classes 15 h
Examination or Final test 5 h
Preparation for classes 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Realization of independently performed tasks 25 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

0,3 x ocena z lab. + 0,7 x ocena z egzaminu

Prerequisites and additional requirements:

Praca własna studentów:
1.Budowa materii gazu, cieczy i ciał stałych (modele)
2.Rodzaje ogniw elektrochemicznych i ich budowa, zastosowanie
3.Równowagi jonowe w roztworach, aktywność jonów, aktywność elektrolitu,
4.Iloczyn rozpuszczalności, równowagi kwasowo-zasadowe.
5.Elektroliza i prawa Faradaya

Recommended literature and teaching resources:

Zalecana literatura:
1.A.G. Whittaker, A.R. Mount, M.R. Heal: – Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2003
2.P.W.Atkins: – Podstawy chemii fizycznej, WN PWN Warszawa 1999
3.P.W.Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta – Chemia fizyczna – zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN, Warszawa 2001
4.Sz. Chudoba, Z. Kubas, K.Pytel: – Elementy chemii fizycznej, AGH UWN-D Kraków 2000
5.M. Holzer, A. Staronka – Chemia fizyczna- wprowadzenie, UWN-D, Kraków 2000
6.A. Nodzeński, P. Baran, K. Kreiner, A. Orzechowska-Zięba – Eksperymentalna chemia fizyczna – wybrane zagadnienia, UWN-D, Kraków 2007
7.H. Hart: Chemia organiczna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1999
8.P.Mastalerz: Podręcznik chemii organicznej. Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław 1997
9.R. T.Morrison, R.M. Boyd: Chemia organiczna. t.1, t.2, PWN, Warszawa 1985
10.B. Bobrzański: Chemia organiczna. PWN, Warszawa 1992
1.J. Kączkowski: Podstawy biochemii. WNT, Warszawa 1996
2.L. Stryjer: Biochemia
3.H. Całus:Podstawy obliczeń chemicznych”, WNT,
4.N.Glinka „Zadania i ćwiczenia z chemii ogólnej” PWN, 1973

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Badania procesu flotacji rudy miedzi z zastosowaniem różnych odczynników zbierających — Investigations into the copper ore flotation process using different collecting reagents / Jolanta MARCINIAK-KOWALSKA // Przegląd Górniczy ; ISSN 0033-216X. — 2011 t. 67 nr 7–8, s. 108–112. — Bibliogr. s. 112, Streszcz., Summ., Zsfassung, Rés., Rez.. — Błędnie podany numer tomu: t. 66(CVII)

Evaluation of pollutants balance in Lake Tarnobrzeskie / Agata DĄBAL, Jolanta MARCINIAK-KOWALSKA // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2014 vol. 23 no. 3A, s. 29–33. — Bibliogr. s. 33, Abstr.

Improvement of efficiency of sulfide minerals and coal flotation from copper ore, Pt. 3 / MARCINIAK-KOWALSKA Jolanta // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2011 vol. 20 no. 4A, s. 232–236. — Bibliogr. s. 235–236, Abstr.

Investigation of quality of waters from anthropogenic reservoir „Machów” – „Lake Tarnobrzeskie”, Pt. 2 / Agata DĄBAL, Jolanta MARCINIAK-KOWALSKA // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2014 vol. 23 no. 3A, s. 23–28. — Bibliogr. s. 28, Abstr.

Reclamation of sulfur mine excavation preserving ecological balance / Agata DĄBAL, Jolanta MARCINIAK-KOWALSKA // W: SGEM2014 : GeoConference on Ecology, economics, education and legislation : 14\textsuperscript{th} international multidisciplinary scientific geoconference : 17-26 June 2014, Albena, Bulgaria : conference proceedings. Vol. 2, Ecology and environmental protection. — Sofia : STEF92 Technology Ltd., cop. 2014. — (International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM ; ISSN 1314-2704). — ISBN: 978-619-7105-18-6. — S. 551-558. — Bibliogr. s. 558, Abstr

Reclamation of sulfur mine „Machów” excavation / Agata Dąbal, Jolanta MARCINIAK-KOWALSKA // W: 14\textsuperscript{th} Conference on Environment and mineral processing : 3.–5.6.2010 : VŠB Ostrava, Czech Republic, Pt. 3 / eds. Fečko Peter, Čablík Vladimír ; VŠB – Technical University of Ostrava. Faculty of Mining and Geology. Institute of Environmental Engineering. — [Ostrava : VŠB-TU], 2010. — ISBN: 978-80-248-2210-5. — S. 89–92. — Bibliogr. s. 92, Abstr.

Additional information:

Warunkami koniecznymi uzyskania zaliczenia z zajęć laboratoryjnych jest:
1. Przygotowanie zgodnie z wytycznymi prowadzącego i zaliczenie na ocenę pozytywną sprawozdania
W szczególności dotyczy to opracowania zagadnień z zakresu chemii organicznej,z którego nie ma kolokwium spradzającego.
2.Obecność na wszystkich zajęciach laboratoryjnych
3.Uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwium sprawdzającego

Nieobecność na ćwiczeniach laboratoryjnych spowodowaną szczególnymi okolicznościami (choroba,przypadek losowy)zostanie usprawiedliwiona a zajęcia mogą zostać odrobione w innym terminie wskazanycm przez prowadzącego zajęcia jeśli tylko istnieje taka możliwość.

Nieobecność na 50% zćwiczeń laboratoryjnych skutkuje brakiem klasyfikacji studenta z zaleceniem powtarzanie zajęć.