Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Chemia
Course of study:
2019/2020
Code:
GIGR-1-102-s
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mining Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr Hołda Anna (turno@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł ma charakter wprowadzający i jest traktowany jako wstęp do chemii nieorganicznej,
organicznej i fizycznej. Umożliwia on zrozumienie chemii poprzez tłumaczenie jej problemów i dyskusję na temat ogólnych zależności i teorii chemicznych. Nabyta wiedza służyć ma jako podstawa do dalszej pracy z kolejnymi przedmiotami.

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: is able to
M_K001 Student potrafi pracować w zespole wykonującym doświadczenia laboratoryjne przyjmując w nim różne role. IGR1A_K03, IGR1A_K02, IGR1A_K01 Activity during classes,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_K002 Student potrafi opracować sprawozdanie z wykonanych doświadczeń podając własne obserwacje procesów oraz wnioski. IGR1A_K05, IGR1A_K03, IGR1A_K02, IGR1A_K01 Activity during classes,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_K003 Ma świadomość z zakresu swojej aktualnej wiedzy oraz rozumie potrzebę stałego samokształcenia i samorozwoju zawodowego IGR1A_K05, IGR1A_K03, IGR1A_K02, IGR1A_K01, IGR1A_K04 Activity during classes,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 Student umie sformułować definicje podstawowych pojęć i praw chemicznych , potrafi napisać wzory sumaryczne związków chemicznych oraz uzgodnić równania reakcji. IGR1A_U01, IGR1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi scharakteryzować stany skupienia materii, wykazać podobieństwa i różnice między nimi. Student potrafi na podstawie pierwszej zasady termodynamiki określić efekt energetyczny procesów chemicznych. Student potrafi rozpoznać i zapisać w sposób cząsteczkowy i jonowy typy reakcji chemicznych w roztworach wodnych (dysocjacja, hydroliza strącanie, wymiana jonowa, reakcje utleniania i redukcji). IGR1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_U003 Student potrafi przewidzieć kierunek danej reakcji w oparciu o prawo Guldberga-Waggego. IGR1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna i rozumie podstawowe pojęcia i prawa chemiczne.Student zna budowę elektronową atomu oraz naturę wiązań chemicznych w cząsteczkach. Student zna charakterystykę stanów skupienia materii oraz prawa nimi rządzące (stan gazowy, stały i ciekły) IGR1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_W002 Student zna elementy termodynamiki chemicznej. Student zna podstawy teorii roztworów wodnych oraz reakcje w nich zachodzące. Student dysponuje wiedzą dotyczącą reakcji elektrochemicznych oraz ich praktycznego wykorzystania. Student zna prawa opisujące stan równowagi chemicznej oraz parametry wpływające na równowagę. IGR1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Report
M_W003 Student zna podstawy teorii roztworów wodnych oraz reakcje w nich zachodzące. Student dysponuje wiedzą dotyczącą reakcji elektrochemicznych oraz ich praktycznego wykorzystania. IGR1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
M_W004 Student zna podstawy kinetyki reakcji chemicznych. Student dysponuje wiedzą z zakresu elementów chemii organicznej i fizycznej IGR1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 15 15 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student potrafi pracować w zespole wykonującym doświadczenia laboratoryjne przyjmując w nim różne role. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student potrafi opracować sprawozdanie z wykonanych doświadczeń podając własne obserwacje procesów oraz wnioski. + - + - - - - - - - -
M_K003 Ma świadomość z zakresu swojej aktualnej wiedzy oraz rozumie potrzebę stałego samokształcenia i samorozwoju zawodowego + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student umie sformułować definicje podstawowych pojęć i praw chemicznych , potrafi napisać wzory sumaryczne związków chemicznych oraz uzgodnić równania reakcji. + + + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi scharakteryzować stany skupienia materii, wykazać podobieństwa i różnice między nimi. Student potrafi na podstawie pierwszej zasady termodynamiki określić efekt energetyczny procesów chemicznych. Student potrafi rozpoznać i zapisać w sposób cząsteczkowy i jonowy typy reakcji chemicznych w roztworach wodnych (dysocjacja, hydroliza strącanie, wymiana jonowa, reakcje utleniania i redukcji). + + + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przewidzieć kierunek danej reakcji w oparciu o prawo Guldberga-Waggego. + + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie podstawowe pojęcia i prawa chemiczne.Student zna budowę elektronową atomu oraz naturę wiązań chemicznych w cząsteczkach. Student zna charakterystykę stanów skupienia materii oraz prawa nimi rządzące (stan gazowy, stały i ciekły) + + + - - - - - - - -
M_W002 Student zna elementy termodynamiki chemicznej. Student zna podstawy teorii roztworów wodnych oraz reakcje w nich zachodzące. Student dysponuje wiedzą dotyczącą reakcji elektrochemicznych oraz ich praktycznego wykorzystania. Student zna prawa opisujące stan równowagi chemicznej oraz parametry wpływające na równowagę. + + + - - - - - - - -
M_W003 Student zna podstawy teorii roztworów wodnych oraz reakcje w nich zachodzące. Student dysponuje wiedzą dotyczącą reakcji elektrochemicznych oraz ich praktycznego wykorzystania. + + + - - - - - - - -
M_W004 Student zna podstawy kinetyki reakcji chemicznych. Student dysponuje wiedzą z zakresu elementów chemii organicznej i fizycznej + + + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 153 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 35 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 40 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 1 h
Module content
Lectures (30h):
  1. Podstawowe prawa w chemii i pojęcia

    Prawo zachowania materii, prawo stosunków stałych, prawo stosunków wielokrotnych, prawo objętościowe Gay-Lussaca. Elektron – ładunek elementarny, liczba atomowa, liczba masowa, względna masa atomowa i cząsteczkowa. Liczba Avogadro- objętość molowa gazu. Bezwzględna masa atomu i cząsteczki.

  2. Budowa jądra atomowego

    Składniki jądra. Energia wiązania nukleonów w jądrze, trwałość jąder atomowych. Samorzutne przemiany jądrowe. Szybkość rozpadu promieniotwórczego, okres połowicznego rozpadu. Szeregi promieniotwórcze. Proste reakcje jądrowe.

  3. Struktura elektronowa atomu

    Dwoista natura elektronów. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Gęstość prawdopodobieństwa znalezienia elektronów. Amplituda fali de‘Broglie‘a. Równanie Schrodingera- funkcje falowe. Liczby kwantowe, orbital, spinorbital. Orbitale atomu wodoru i atomów wieloelektrodowych – zasady obsadzania poziomów elektronowych (reguła Paulinga, zasada energetycznego zajmowania poziomów, reguła Hunda). Widma emisyjne i absorpcyjne dla atomu wodoru. Potencjał jonizacji.

  4. Budowa cząsteczki

    Rodzaje wiązań chemicznych – homopolarne, heteropolarne, metaliczne. Hipoteza Lewisa i Kossela. Parametry charakteryzujące wiązanie: energia, długość wiązania, rodzaj wiązania, kąt wiązania, kształt cząsteczki i metody ich określania. Hybrydyzacja orbitali i warunki tworzenia orbitali cząsteczkowych. Orbitale cząsteczkowe dla cząsteczek homo- i herterojądrowych na podstawie metody LCAO-MO.

  5. Układ okresowy pierwiastków

    Klasyfikacja pierwiastków s-, p- i d-elektronowych oraz ich właściwości fizyczne i chemiczne.

  6. Charakterystyka stanu gazowego

    Gaz doskonały. Prawa stanu gazu doskonałego. Kinetyczna teoria gazów. Równanie gazu rzeczywistego. Równanie van der Waalsa – interpretacja odstępstw od praw gazu doskonałego. Charakterystyka sił międzycząsteczkowych.

  7. Charakterystyka stanu stałego i ciekłego

    Ciała anizotropowe i izotropowe. Komórka elementarna. Układy krystalograficzne. Sieć przestrzenna kryształów jonowych. Teoria pasmowa ciała stałego. Wiązania metaliczne – poziom Fermiego, pasmo podstawowe i pasmo przewodnictwa. Przewodnictwo samoistne. Przewodniki typy p i n. Podstawowe oraz unikalne właściwości cieczy: lepkość, napięcie powierzchniowe i siły kapilarne

  8. Elementy termochemii

    Elementy termodynamiki chemicznej. Układ – rodzaje. Parametry intensywne i ekstensywne. Funkcja stanu. Energia wewnętrzna. I-sza zasada termodynamiki. Entalpia. Potencjał termodynamiczny. Procesy egzoenergetyczne i endoenergetyczne. Prawo Hessa. Przykłady równań termochemicznych.

  9. Równowagi chemiczne i fazowe

    Układy homo- i heterogeniczne. Prawo działania mas. Stała równowagi. Potencjał chemiczny. Czynniki wpływające na stan równowagi chemicznej reakcji: ciśnienie, temperatura. Reguła Brauna i Le Chateriera. Równowagi fazowe u układach jednoskładnikowych – ciecz-para i ciało stałe-para. Diagram fazowy wody.

  10. Teoria roztworów

    Teoria roztworów według Lewisa i Bronstedta. Elektrolity – kwasy, zasady, sole. Iloczyn jonowy wody, wskaźnik pH. Dysocjacja – stała dysocjacji. Reakcje w roztworach wodnych: hydroliza (przykłady); wymiana jonowa pojedyncza i podwójna (przykłady); kompleksowanie (przykłady); strącanie – iloczyn rozpuszczalności, rozpuszczalność (przykłady).

  11. Elementy elektrochemii

    Procesy utleniania i redukcji. Reakcje utleniania i redukcji – przykłady. Elektroda, ogniwo. Potencjał normalny – równanie Nernsta. Ogniwo Daniella. Normalna elektroda wodorowa. Elektrody typu redoks. Elektroliza – prawa elektrolizy Farada‘a, przykłady praktycznego wykorzystania. Ogniwa. Akumulatory.

  12. Kinetyka reakcji chemicznych

    Mechanizm reakcji chemicznych. Szybkość reakcji chemicznych – parametry wpływające (stężenie, temperatura, katalizator). Teoria zderzeń. Teoria kompleksu aktywnego. Energia aktywacji. Reakcje endoenergetyczne i egzoenergetyczne.

  13. Podstawy chemii organicznej

    Budowa i właściwości związków organicznych. Węglowodory alifatyczne i aromatyczne. Reakcje charakterystyczne dla tych związków. Izomeria strukturalna, nazewnictwo. Klasyfikacja związków organicznych z uwzględnieniem charakterystycznej grupy funkcyjnej (alkohole, kwasy organiczne, aldehydy, ketony, estry, aminy, aminokwasy itp.). Tworzywa sztuczne i ich zastosowanie.

Auditorium classes (15h):
  1. Pojęcia podstawowe

    Wartościowość. Uzgadnianie i zapis równań chemicznych.Masy atomów, cząsteczek. Obliczanie liczby atomowej

  2. Ilość substancji

    Mol (masa mola substancji). Objętość mola substancji w warunkach normalnych. Prawo Avogadro. Obliczanie masy cząsteczkowej substancji gazowych. Objętość mola substancji w różnych warunkach ciśnienia i temperatury

  3. Stechiometria wzorów chemicznych

    Skład ilościowy związków chemicznych. Prawo stałości składu Prousta. Ustalanie wzoru związków chemicznych na podstawie składu ilościowego lub objętościowego reagentów lub stosunku wagowego reagentów. Wzory sumaryczne i strukturalne

  4. Stechiometria równań chemicznych

    Wagowy i objętościowy stosunek stechiometryczny reagentów. Szybkość reakcji chemicznych. Reguła le Chateliera. Prawo Hessa

  5. Stechiometria mieszanin

    Mieszaniny. Skład procentowy. Ułamek molowy, wagowy, objętościowy

  6. Roztwory

    Sposoby wyrażania stężeń. Wzajemne przeliczanie stężeń. Mieszanie roztworów. Zatężanie i rozcieńczanie roztworów

  7. Chemia roztworów wodnych

    Reakcje w roztworach wodnych. Dysocjacja, prawo rozcieńczeń Ostwalda. Iloczyn jonowy wody.

Laboratory classes (15h):
  1. Przepisy bhp i porządkowe w pracowni chemicznej. Oprzyrządowanie techniczne ćwiczeń. Wskaźniki alkacymetryczne – zastosowanie do oceny środowiska (2 godz)

  2. Typy reakcji chemicznych. Synteza. Analiza. Reakcje wymiany – pojedyncza i podwójna. Typy związków chemicznych – tlenki , kwasy, zasady, sole (2 godz)

  3. Reakcje jonowe w roztworach wodnych – hydroliza (2 godz)

  4. Reakcje jonowe w roztworach wodnych – amfoteryczność (2 godz)

  5. Reakcje jonowe w roztworach wodnych – związki kompleksowe (2 godz)

  6. Reakcje jonowe w roztworach wodnych – reakcje elektronacji i dezelektronacji (2 godz)

  7. Iloczyn rozpuszczalności (Irozp.). Wpływ niektórych czynników na Irozp. (2 godz)

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Na pierwszym wykładzie podawane są studentom warunki zaliczania wszystkich form przedmiotu. W związku z tym obecność studentów bezwzględnie obowiązkowa. Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych może odbyć się maksymalnie w trzech terminach: podstawowym i dwóch poprawkowych. Podobnie, egzamin przeprowadzany jest w terminie podstawowym oraz dwóch poprawkowych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Na ocenę końcową składa się:
60% ocena z egzaminu i 40% średnia arytmetyczna ocen z ćwiczeń laboratoryjnych i audytoryjnych

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku zajęć laboratoryjnych do uzyskania zaliczenia konieczne jest wykonanie wszystkich ćwiczeń. Jedynie nieobecności usprawiedliwione mogą być odrabianie na dowolnej grupie realizującej dany zakres materiału pod warunkiem zgody prowadzącego. Nieobecności usprawiedliwione na zajęciach audytoryjnych należy również odrobić na dowolnej grupie realizującej ten sam materiał. W ramach wszystkich form zaliczenia przedmiotu nie ma możliwości poprawiania oceny pozytywnej.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

Literatura obowiązkowa:
1. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, cz. 1-3, PWN, W-wa 1997
2. P. Masztalerz, Podręcznik chemii organicznej, Wyd. chem., Wrocław 1997
3. L. Pajdowski, Chemia ogólna, W-wa 1997
4. P. Atkins, Chemia fizyczna, Oxford 1978
5. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, t -1, PWN, W-wa 1997

Literatura uzupełniająca:
1. Czasopisma naukowo-techniczne w języku polskim i angielskim.

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

1. Anna HOŁDA, Ewa KISIELOWSKA, Tomasz NIEDOBA Influence of heavy metals on soil microflora Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN 1732-6702. — Tytuł
poprz.: Górnictwo (Kraków). — 2010 R. 34 z. 4/1, s. 71–78.
2.Anna MŁYNARCZYKOWSKA, Anna HOŁDA Usuwanie wybranych jonów metali ciężkich z roztworów z wykorzystaniem naturalnego sorbentu — Removal of some heavy metal ions from solutions by using a natural sorbent. Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2014 t. 93 nr 5, s. 672–676
3. Anna MŁYNARCZYKOWSKA, Anna HOŁDA Wpływ parametrów fizykochemicznych na kinetykę flotacji — The influence of physicochemical parameters on flotation kinetics Szklarska Poręba, 24–26 stycznia 2003 Interdisciplinary topics in mining and geology. — Wrocław : Oficyna Wydawnicza PW, 2003. nr 103. Konferencje ; ISSN 0324-9670 ; nr 36.

Additional information:

None