Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy chemii
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFM-1-103-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Medyczna
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Milewska-Duda Janina (milewska@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Milewska-Duda Janina (milewska@agh.edu.pl)
dr inż. Pyssa Justyna (jpyssa@agh.edu.pl)
mgr inż. Krzak Mateusz (mkrzak@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Student poznaje terminologię, pojęcia i prawa chemii, budowę atomów/cząsteczek, ich klasyfikację, reakcje oraz właściwości, a także prowadzi obliczenia chemiczne i realizuje bezpieczną pracę chemika.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna podstawową terminologię, pojęcia i prawa chemii, a w szczególności: - pierwiastki chemiczne oraz podstawową klasyfikację związków i reakcji chemicznych - ma wiedzę z zakresu podstawowych obliczeń w chemii. Poznał elementy współczesnej teorii budowy atomów (ich konfiguracje elektronowe i związek układu okresowego z właściwościami chemicznymi pierwiastków) oraz cząsteczek (wiązania chemiczne, oddziaływania międzycząsteczkowe i ogólne właściwości najważniejszych grup związków chemicznych), a także elementy chemii jądrowej, fizykochemii, chemii organicznej oraz analizy jakościowej i ilościowej. FM1A_W01, FM1A_W04 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 Student zna zasady bezpiecznej pracy z substancjami chemicznymi. FM1A_W10, FM1A_W08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przewidywać właściwości chemiczne pierwiastków na podstawie struktury elektronowej powłoki walencyjnej atomów, wskazywać najbardziej prawdopodobne drogi zachodzenia reakcji pomiędzy związkami chemicznymi, a także czytać ze zrozumieniem podstawowe teksty chemiczne i posługiwać się poprawną terminologią. FM1A_U04, FM1A_U01, FM1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U002 Student umie zastosować się do podstawowych zasad bezpieczeństwa związanych z używaniem substancji chemicznych. FM1A_U01, FM1A_U02 Aktywność na zajęciach
M_U003 Student potrafi posługiwać się najprostszym sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać proste reakcje wraz z obliczeniami im towarzyszącymi. FM1A_U04, FM1A_U02 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym zadania laboratoryjne i rachunkowe. FM1A_K01, FM1A_K02 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawową terminologię, pojęcia i prawa chemii, a w szczególności: - pierwiastki chemiczne oraz podstawową klasyfikację związków i reakcji chemicznych - ma wiedzę z zakresu podstawowych obliczeń w chemii. Poznał elementy współczesnej teorii budowy atomów (ich konfiguracje elektronowe i związek układu okresowego z właściwościami chemicznymi pierwiastków) oraz cząsteczek (wiązania chemiczne, oddziaływania międzycząsteczkowe i ogólne właściwości najważniejszych grup związków chemicznych), a także elementy chemii jądrowej, fizykochemii, chemii organicznej oraz analizy jakościowej i ilościowej. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna zasady bezpiecznej pracy z substancjami chemicznymi. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przewidywać właściwości chemiczne pierwiastków na podstawie struktury elektronowej powłoki walencyjnej atomów, wskazywać najbardziej prawdopodobne drogi zachodzenia reakcji pomiędzy związkami chemicznymi, a także czytać ze zrozumieniem podstawowe teksty chemiczne i posługiwać się poprawną terminologią. + + - - - - - - - - -
M_U002 Student umie zastosować się do podstawowych zasad bezpieczeństwa związanych z używaniem substancji chemicznych. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi posługiwać się najprostszym sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać proste reakcje wraz z obliczeniami im towarzyszącymi. - + + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym zadania laboratoryjne i rachunkowe. - + + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Wprowadzenie do przedmiotu: historia rozwoju chemii i jej znaczenie dla nauki i przemysłu; przemiany fizyczne i chemiczne; podstawowe pojęcia i prawa chemii – 2 godz.
2. Budowa atomów: teoria Daltona, Bohra i współczesna; izotopy a promieniotwórczość; konfiguracje elektronowe atomów; układ okresowy a właściwości pierwiastków – 5 godz.
3. Wiązania chemiczne: jonowe i atomowe (kowalencyjne i koordynacyjne); podstawy chemii kwantowej – teoria orbitali molekularnych; struktury cząsteczek i polarność; wiązania metaliczne – 5 godz.
4. Oddziaływania międzycząsteczkowe a właściwości materiałów: oddziaływania uniwersalne i specyficzne; siły międzycząsteczkowe; przemiany fazowe; zjawiska powierzchniowe; wiązania wodorowe – 2 godz.
5. Stany skupienia materii: ciała stałe krystaliczne i bezpostaciowe; ciecze – charakterystyka ogólna i klasyfikacja; kinetyczna teoria gazów; prawa stanu gazu doskonałego; równania stanu płynu – 2 godz.
6. Roztwory: teoria dysocjacji; teorie kwasowości i zasadowości – 2 godz.
7. Sole: iloczyn rozpuszczalności; hydroliza soli; roztwory buforowe – 4 godz.
8. Reakcje chemiczne: stechiometria; wydajność teoretyczna i praktyczna reakcji; typy reakcji – analiza, synteza, wymiana; reakcje egzo- i endoenergetyczne (elementy termochemii); odwracalne i nieodwracalne (elementy kinetyki chemicznej); reakcje redox (elementy chemii analitycznej i elektrochemii), reakcje rodnikowe i jonowe; addycja, substytucja i eliminacja – 6 godz.
9. Elementy chemii organicznej: klasyfikacja, budowa, właściwości, reaktywność i zastosowania związków organicznych – 2 godz.

Ćwiczenia audytoryjne:

1. Zajęcia wstępne + stechiometria i układanie równań chemicznych (1h)
Efekt kształcenia:
- student potrafi obliczyć skład procentowy i wagowy związku na podstawie wzoru cząsteczkowego,
- Student potrafi układać równania reakcji chemicznych przebiegających bez zmiany stopnia utleniania reagujących pierwiastków i jonów.

2. Typy reakcji (1h)
Efekt kształcenia:
- student potrafi znając masę przereagowanego substratu obliczyć masy wytworzonych produktów,
- student potrafi znając masę otrzymanego produktu określić ilość zużytych substratów,
- student znając prawo zachowania masy, prawo stosunków stałych (prawo niezmienności składu związków chemicznych), prawo stosunków wielokrotnych oraz prawo stosunków objętościowych Guy-Lussaca potrafi wykonać obliczenia stechiometryczne reakcji chemicznych.

3. Prawa stanu gazowego (2h)
Efekt kształcenia:
- student zna zależności objętości gazu od ciśnienia, zależności objętości i ciśnienia od temperatury,
- student zna prawo Avogadra,
- student zna równanie stanu gazu doskonałego i równanie van der Waalsa, potrafi wykonywać obliczenia dla gazów doskonałych,
- student zna prawo Daltona i potrafi wykonywać obliczenia związane z mieszaninami gazowymi.

4. Stężenia roztworów (2h)
Efekt kształcenia:
- student zna definicje stężenia molowego, procentowego oraz potrafi wykonać obliczenia dotyczące ilościowego określenia składu roztworów,
- student potrafi przeliczać wzajemnie stężenia,
- student potrafi wykonywać obliczenia dotyczące sporządzania roztworów (rozcieńczanie roztworów, zwiększanie stężenia roztworu przez odparowanie rozpuszczalnika, zwiększanie stężenia roztworu przez dodanie składnika stanowiącego substancję rozpuszczoną oraz mieszanie roztworów o różnych stężeniach).

5. Redox – zapisywanie reakcji (2h)
Efekty kształcenia:
- student wie na czym polega proces utleniania i redukcji,
- student potrafi układać i uzgadniać reakcje utleniania i redukcji.

6. Stała i stopień dysocjacji elektrolitów (2h)
Efekty kształcenia:
- student zna prawo rozcieńczeń Ostwalda, posługuje się definicjami stopnia oraz stałej dysocjacji.
- student wykonuje obliczenia z zakresu dysocjacji kwasów i zasad.

7. Iloczyn rozpuszczalności, hydroliza (2h)
Efekty kształcenia:
- student zna definicje iloczynu rozpuszczalności i hydrolizy i pH,
- student potrafi samodzielnie wykonać obliczenia związane z iloczynem rozpuszczalności soli oraz wykładnikiem wodorowym pH,
- student potrafi samodzielnie wykonać obliczenia związane z hydrolizą soli (stała i stopień hydrolizy).

8. Obliczenia z termochemii (2h)
Efekty kształcenia:
- student zna podstawowe prawa termochemii, pierwszą i drugą zasadą termodynamiki,
- student potrafi wykonać obliczenia związane z ciepłem reakcji chemicznych (równania termochemiczne).

9. Ogniwa galwaniczne. Potencjał elektrody. Siła elektromotoryczna ogniwa (2h)
Efekty kształcenia:
- student zna definicje ogniwa galwanicznego, potencjału elektrody oraz siły elektromotorycznej ogniwa,
- student potrafi obliczyć potencjał elektrody, SEM ogniwa oraz ułożyć równania reakcji zachodzących w ogniwie.

10. Kolokwium zaliczeniowe (2h).

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Typy reakcji (2h)
Efekty kształcenia:
- student potrafi bezpiecznie pracować z substancjami chemicznymi,
- student zna szkło laboratoryjne,
- student potrafi posługiwać się sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać podstawowe operacje i procesy w laboratorium wraz z obliczeniami im towarzyszącymi,
- student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole,
- student potrafi samodzielnie i w zespole prowadzić dokumentację przebiegu doświadczenia.

2. Amfotery (2h)
Efekty kształcenia:
- student potrafi bezpiecznie pracować z substancjami chemicznymi,
- student potrafi posługiwać się sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać podstawowe operacje i procesy w laboratorium wraz z obliczeniami im towarzyszącymi,
- student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole,
- student potrafi samodzielnie i w zespole prowadzić dokumentację przebiegu doświadczenia.

3. Redox (2h)
Efekty kształcenia:
- student potrafi bezpiecznie pracować z substancjami chemicznymi,
- student potrafi posługiwać się sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać podstawowe operacje i procesy w laboratorium wraz z obliczeniami im towarzyszącymi,
- student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole,
- student potrafi samodzielnie i w zespole prowadzić dokumentację przebiegu doświadczenia.

4. Iloczyn rozpuszczalności (2h)
Efekty kształcenia:
- student potrafi bezpiecznie pracować z substancjami chemicznymi,
- student potrafi posługiwać się sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać podstawowe operacje i procesy w laboratorium wraz z obliczeniami im towarzyszącymi,
- student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole,
- student potrafi samodzielnie i w zespole prowadzić dokumentację przebiegu doświadczenia.

5. Hydroliza (2h)
Efekty kształcenia:
- student potrafi bezpiecznie pracować z substancjami chemicznymi,
- student potrafi posługiwać się sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać podstawowe operacje i procesy w laboratorium wraz z obliczeniami im towarzyszącymi,
- student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole,
- student potrafi samodzielnie i w zespole prowadzić dokumentację przebiegu doświadczenia.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 158 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 50 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 18 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 10 godz
Przygotowanie do zajęć 50 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Oceny z ćwiczeń audytoryjno-laboratoryjnych (C ) oraz z testu wykładowego (T) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z testu wykładowego (T) i z ćwiczeń audytoryjno-laboratoryjnych (C ):
OK = 0.5 • x • T + 0.5 • x • C

x = 1 (I termin), 0.9 (II termin) lub 0.8 (III termin)

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Teresa Kędryna, „Chemia ogólna z elementami biochemii”. Wydawnictwo ZamKor, Kraków 2005.
2. Loretta Jones, Peter Atkins, „Chemia ogólna – cząsteczki, materia, reakcje chemiczne”. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
3. Adam Bielański, „Podstawy chemii nieorganicznej”, tom I i II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

J.Milewska-Duda, J. Duda, G. Jodłowski, M. Wójcik : LANGMUIR 2000, 16, 6601 – 6612 “A new state equation for sorptives in near-critical and overcritical temperature regions”
J.Pyssa, 2004 — Powstawanie tlenków siarki, węgla i azotu w procesie spalania węgla. [W:] Paliwa i energia XXI wieku/kom. red. monogr.: Krzysztof Bytnar, Grzegorz Stefan Jodłowski; kom. nauk.: Bronisław Buczek [et al.]; Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH. Kraków. s. 345–351.

Informacje dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem studiów (§ 11.1. 2.) oraz (§ 11.1. 3) obecność studenta na ćwiczeniach audytoryjnych i laboratoryjnych jest obowiązkowa. Istnieje możliwość odrobienia zajęć na innych grupach ćwiczeniowych. Nieobecność na zajęciach obowiązkowych wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił obowiązkowe zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne, może nie zaliczyć zajęć.