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 koje se važne redoks jednadžbe mogu odvijati u zadanom realnom sustavu, te izvesti pe (pE) - pH - pc ovisnosti u grafičkom obliku.
6. razumjeti koje se biološki važne redoks jednadžbe mogu odvijati u različitim uvjetima u prirodnim i otpadnim vodama |
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 (5 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 (5 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 (5 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 (5 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 (5 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 (5 sati): Spektrofotometrijsko određivanje o-fosfata, nitrata i amonijaka |
