Kemija voda

NAZIV PREDMETA Kemija voda

Kod

KTC205

Godina studija

0.

Nositelj/i predmeta

Doc. dr. sc. Marijo Buzuk

Bodovna vrijednost (ECTS)

5.0

Suradnici

Doc. dr. sc. Maša Buljac

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P S V T

30

15

15

0

Status predmeta

Obvezni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Osnovni cilj predmeta je razumijevanje kemizama i njihove kinetike u prirodnim i otpadnim vodama (što podrazumijeva kiselinsko-bazne reakcije u prirodnim vodama, reakcije kompleksacije, otapanja i taloženja, te redoks reakcije) za studente kemije, biologije, ekologije, geokemije, itd. Osim ovih područja prirodnih znanosti, predmet nudi nužna znanja potrebna za razumijevanje osnovnih procesa u inženjerstvu zaštite okoliša.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Pristupnici moraju imati vrlo dobro osnovno znanje iz Opće kemije. Korisna su i znanja iz Analitičke kemije, Fizikalne kemije, O

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Studenti će nakon završetka kolegija moći:
1. poznavati i objasniti hidrološki ciklus, te interakcije koje se događaju između različitih faza (voda-zrak; voda-krutina)
2. objasniti ravnotežu karbonata, usvojiti pojmove alkalitet i kiselost, te predvidjeti puferski kapacitet vode, te uvidjeti i razumjeti razlike u sastavu, porijeklu otopljenih tvari između površinskih voda, podzemnih voda i mora. Ovo uključuje i izvedbu pc-pH grafova u otvorenim i zatvorenim sustavima. Nadalje, studenti će dobiti uvid u porijeklo soli i kontrolnu sastava riječne i morske vode
3. razumjeti korelaciju između kompleksnih reakcija (koordinacijska kemija) i bio-raspoloživosti i toksičnošću metala. Ovo uključuje osim stvaranja anorganskih kompleksa i interakciju teških metala s organskim (huminskim) tvarima.
4. razumjeti i proračunati uvjete ravnoteže koje dovode do procesa taloženja u prirodnim vodama. Ovo uključuje i izvedbu pc-pH grafova u otvorenim i zatvorenim sustavima u kojima se pojavljuje kruta faza.
5. pretpostaviti k

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

Predavanje 1: Svojstva vode, Struktura molekule vode, Sastav voda (plinovi, spojevi i ioni u vodi, organska tvar, mikroelementi, radioaktivni elementi)
Predavanje 2: Sastav morske vode, porijeklo soli i kontrola sastava riječne i morske vode, Elementi u moru (stalni elementi, kružni elementi (nutrienti) adsorptivni elementi (taložni elementi), kiselost mora)
Predavanje 3: Interakcije u sustavu plin-voda, Stupanj izmjene
Seminar 1 (2 sata): Model i uvjeti stacionarnog površinskog filma-Rješavanje zadataka i primjera
Predavanje 4: Karbonatni sustav, Kiselo-bazne ravnoteže karbonata
Seminar 2 (2 sata): Izračunavanje pH otopine i sastav otopine s karbonatnim vrstama, crtanje pc-pH dijagrama za otvoreni i zatvoreni sustav.
Vježba 1 (3 sati): Upoznavanje s metodama u kemijskoj analizi vode, Određivanje ukupno otopljenog ugljika, Određivanje otopljenog anorganskog ugljika, Određivanje organskog ugljika
Predavanje 5: Koncentracije karbonatnih vrsta u otvorenom i zatvorenom sustavu, Akalitet i aciditet (Lužnatost i kiselost)
Seminar 3 (2 sata): Izračunavanje alkaliteta za vode različitog sastava i prirode (morska, riječna, kišnica, konzumna)
Vježba 2 (2 sati): Određivanje alkaliteta raznim vrstama voda (morska, riječna, kišnica), Određivanje ukupnog dušika i ukupno otopljenog dušika.
Predavanje 6: Metalni ioni u vodenim otopinama, Hidroliza metalnih iona Kompleksi s drugim anorganskim ligandima
Predavanje 7: Metalni ioni i huminske tvari, Svojstva huminskih tvari, Međudjelovanje huminskih tvari s metalima, Tvrdoća vode
Vježba 3 (3 sati): Određivanje metala u vodi (kalcij, kalij, natrij, željezo, cink)
Predavanje 8: Taloženje i otapanje, Proračuni ravnoteže, Topljivost i konstanta produkta topljivosti, Uvjetna konstanta produkta topljivosti, log(c)-pH dijagrami (pc-pH)
Seminar 4 (2 sata): Konstruiranje pc-pH dijagram za Ca2+ u ravnoteži s Ca(OH)2(s) i Mg2+ u ravnoteži s Mg(OH)2(s)
Predavanje 9: Topljivost soli slabih kiselina i lužina, Utjecaj kompleksiranja na topljivost, Taloženje Fe(OH)2(s) i Fe(OH)3(s) (pc−pH dijagrami), Dijagrami dominacije vrsta
Seminar 5 (2 sata): Taloženje aluminijevog fosfata, Izračunavanje ravnotežne koncentracije hidrokso kompleksa željeza, Topljivost kalcijevog karbonata i stabilnost vode
Predavanje 10: Redoks reakcije u vodi, Standardni potencijal, Elektronski aktivitet i pe, pe-pc dijagrami
Seminar 6 (2 sata): Konstruiranje pe-pc (E-pc) dijagrama (Fe vrste)
Predavanje 11: pe-pH dijagrami za Cl2, Ostali dijagrami dominacije (za Br, I ), pe-pH (E-pH) dijagrami u prisustvu krute faze
Seminar 7 (2 sata): Konstruiranje pe-pH (E-pH) dijagrama za klorne i bromne vrste. pe-pH dijagram za Fe2+ / Fe3+ sustav u prisustvu krute faze
Predavanje 12: Kemizam željeza, Željezo u podzemnim vodama, Kinetika oksidacije Fe2+
Vježba 4 (2 sati): Potenciometrijsko određivanje fluorida. Određivanje kisika
Predavanje 13: Kemizam klora, Ravnoteže klornih vrsta, Reakcije klornih vrsta s anorganskim vrstama
Predavanje 14: Reakcije klora s organskim tvarima, Reakcije s organskim molekulama koje sadrže N, Reakcije s fenolima, Nastanak trihalometana, Reakcije adicije i oksidacije
Vježba 5 (3 sati): Određivanje klorida u vodi i konstrukcija dijagrama klornih vrsta na osnovu eksperimentalnih podataka.
Predavanje 15: Biološki važne redoks jednadžbe, Ciklus dušika, Elektronakceptori u sustavima s mikroorganizmima, Mikrobiološko iskorištenje
Seminar 8 (1 sat): pc-pe dijagram za cT, N = 10−3 mol dm−3, u ravnoteži s dušikom (pN2 = 0,77 atm)
Vježba 6 (2 sati): Spektrofotometrijsko određivanje o-fosfata, nitrata i amonijaka

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvo i odrađene sve laboratorijske vježbe.

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave

1.0

Istraživanje

0.0

Praktični rad

0.0

Eksperimentalni rad

1.0

Referat

0.0

 

 

Esej

0.0

Seminarski rad

0.0

 

 

Kolokviji

0.0

Usmeni ispit

2.0

 

 

Pismeni ispit

1.0

Projekt

0.0

 

 

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Tijekom semestra kroz dva pismena parcijalna testa provjeravati će se znanje studenata iz odslušane građe. Nakon odslušanog semestra, studenti pristupaju pismenom ispitu iz odslušane građe seminara. Ukoliko student zadovolji na nekom od parcijalnih testova tijekom semestra, građu iz položenog testa ne treba polagati na pismenom ispitu. Nakon položenog pismenog dijela ispita, student pristupa usmenom dijelu ispita. Prije pristupanja laboratorijskim vježbama, znanje studenata iz građe dotične vježbe biti će provjereno putem kolokvija. Sve vježbe moraju biti kolokvirane i odrađene. Student ima pravo izostati jednu vježbu, a koju će nadoknaditi na kraju semestra. Za sve vidove nastave ocjenjivanje će biti provedeno prema slijedećem kriteriju: <55% nedovoljan; 56%-66% dovoljan; 67%-78% dobar; 79%-90% vrlodobar;> 90% odličan. Konačna ocjena biti će aritmetička sredina ocjena iz vježbi, pismene provjere znanja i usmenog dijela ispita.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov

Broj primjeraka u knjižnici

Dostupnost putem ostalih medija

V.L. Snoeyink, D. Jenkins, Water Chemistry, Wiley, New York, 1980.

0

M. Buzuk, Kemija voda (u pripremi), Kemijsko-tehnološki fakultet, Split, 201X

0

Vježbe iz Kemije voda (interna skripta u pripremi), Kemijsko-tehnološki fakultet, Split, 201X

0

Dopunska literatura

W. Stumm, J.J. Morgan, Aquatic Chemistry, Chemical Equillibria and Rates in Natural Waters, 3. izd., Wiley-Interscience, New York, 1996.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

 

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)