W programie przedmiotu zaplanowano zapoznanie studentów z podstawowymi zjawiskami chemicznymi, poprzez wyjaśnienie i ugruntowanie kluczowych pojęć, które będą istotne na kolejnych etapach kształcenia. Omawiane zagadnienia obejmują budowę materii na poziomie atomowym i cząsteczkowym, rodzaje wiązań chemicznych oraz ich wpływ na właściwości substancji. Szczególny nacisk kładziony jest na zrozumienie mechanizmów reakcji chemicznych, zarówno w fazie gazowej, ciekłej, jak i stałej, a także procesów zachodzących w roztworach wodnych. Studenci zapoznają się z podstawami termochemii i termodynamiki chemicznej, kinetyki reakcji oraz zasadami równowagi chemicznej, w tym równowag kwasowo-zasadowych. Ważnym elementem kursu jest elektrochemia, obejmująca reakcje redoks, elektrody, ogniwa galwaniczne i procesy elektrolizy, a także zagadnienia związane z rozpuszczalnością i powstawaniem związków kompleksowych. Kurs kończy wprowadzenie do chemii jądrowej oraz szczegółowe omówienie prawa okresowości i charakterystyki pierwiastków bloku s, p i d. Student poznaje również ścisłe powiązania chemii z innymi dziedzinami nauki, takimi jak metalurgia czy inżynieria materiałowa.

Program wykładów:

1. Wstęp do chemii


2. Cząsteczki, jony, nazewnictwo i symbolika chemiczna


3. Reakcje chemiczne


4. Reakcje chemiczne w roztworach wodnych


5. Termochemia i termodynamika chemiczna


6. Budowa atomu i układ okresowy


7. Wiązania chemiczne i budowa cząsteczki


8. Gazy, ciecze i ciała stałe


9. Roztwory


10. Kinetyka chemiczna


11. Równowaga chemiczna i równowagi kwasowo-zasadowe


12. Rozpuszczalność i związki kompleksowe


13. Elektrochemia


14. Chemia jądrowa


15. Prawo okresowości i pierwiastki bloku s, p i d

Ćwiczenia audytoryjne z przedmiotu Chemia obejmują rozwiązywanie zadań problemowych i rachunkowych, które pozwalają studentom utrwalić wiedzę zdobytą na wykładach oraz przygotować się do pracy laboratoryjnej.

1. Podstawy chemii i notacja chemiczna
   
   
   
   
   • symbole chemiczne, nazewnictwo substancji nieorganicznych,
   
   
   • budowa atomów i cząsteczek,
   
   
   • układ okresowy pierwiastków – relacje między budową a właściwościami pierwiastków.
   
   
   
   


2. Stechiometria
   
   
   
   
   • pojęcie mola, masy atomowe i cząsteczkowe,
   
   
   • obliczenia stechiometryczne dla wzorów chemicznych i równań reakcji,
   
   
   • wyznaczanie wzorów empirycznych i rzeczywistych związków chemicznych,
   
   
   • wydajność reakcji, reakcje w warunkach niestechiometrycznych.
   
   
   
   


3. Mieszaniny i roztwory
   
   
   
   
   • stężenia roztworów (molowe, procentowe, masowe),
   
   
   • obliczenia związane z mieszaniem, rozcieńczaniem i zatężaniem roztworów,
   
   
   • skład mieszanin i parametry zależne od składu.
   
   
   
   


4. Równowagi chemiczne i kinetyka reakcji
   
   
   
   
   • pojęcie równowagi chemicznej, stała równowagi,
   
   
   • wpływ czynników na położenie równowagi (reguła Le Chateliera),
   
   
   • szybkość reakcji i rola katalizatorów.
   
   
   
   


5. Elektrochemia i procesy redoks
   
   
   
   
   • dysocjacja jonowa, elektrolity mocne i słabe,
   
   
   • reakcje redoks i bilans elektronowy,
   
   
   • prawa Faradaya i podstawy elektrolizy,
   
   
   • potencjały elektrod, podstawy ogniw galwanicznych.
   
   
   
   


6. Chemia analityczna – obliczenia ilościowe i jakościowe
   
   
   
   
   • równowagi kwasowo-zasadowe i reakcje dysocjacji,
   
   
   • pojęcia pH, hydrolizy, roztworów buforowych,
   
   
   • obliczenia związane z analizą jakościową i ilościową (miareczkowania, kompleksometria).
   
   
   
   

Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu rozwinięcie praktycznych umiejętności pracy w laboratorium chemicznym oraz zastosowanie w praktyce wiedzy teoretycznej zdobytej podczas wykładów i ćwiczeń audytoryjnych. Studenci uczą się prawidłowego posługiwania się podstawową aparaturą i szkłem laboratoryjnym, przestrzegania zasad bezpieczeństwa oraz planowania i przeprowadzania doświadczeń chemicznych. Ważnym elementem jest również umiejętność analizy i interpretacji wyników eksperymentów oraz przygotowywania sprawozdań z przeprowadzonych badań. Realizowane doświadczenia obejmują zagadnienia związane z równowagami chemicznymi, elektrochemią, reakcjami redoks, a także analizą jakościową i ilościową, co pozwala studentom lepiej zrozumieć procesy chemiczne i przygotowuje ich do dalszych zajęć specjalistycznych.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Podstawowe czynności laboratoryjne (przygotowanie naważek, sporządzanie roztworów o określonym stężeniu, sączenie, pipetowanie, miareczkowanie).


2. Własności kwasów, zasad i soli (równowagi kwasowo-zasadowe, pH roztworów, pojęcia słabych i mocnych soli, roztwory buforowe, reakcje dysocjacji i hydrolizy, amfoteryczność)


3. Typy reakcji chemicznych (reakcje syntezy, analizy, wymiany pojedynczej oraz podwójnej).


4. Równowagi jonowe (definicja iloczynu rozpuszczalności, rozpuszczalność).


5. Korozja metali (pojęcia elektrody, korozja kontaktowa, ogniwa korozyjne, pasywacja, korozja z depolaryzacją wodorową).


6. Elektrochemia (ogniwa galwaniczne, elektroliza, prawo Faradaya, potencjał równowagowy, potencjał mieszany, elektrody roztwarzalne i nieroztwarzalne).


7. Reakcje redoks jonów metali.


8. Analiza jakościowa – wykrywanie kationów.


9. Analiza ilościowa – alkacymetria, manganometria, kompleksometria.