Opća kemija

Kod

Nositelj/i predmeta

Suradnici

Status predmeta

Ciljevi predmeta

Upoznavanje studenata s temeljnim kemijskim zakonitostima i principima, te osposobljavanje studenata za praćenja gradiva kemijskih predmeta koji slijede nakon Opće kemije. Razviti kod studenata sposobnost kritičkog razmišljanja o eksperimentima provedenim u laboratoriju i uključenosti kemije u svakodnevni život.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

nema

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

Studenti će nakon završetka kolegija moći:
1) razumjeti prirodu i karakteristike tvari, razlikovati elementarne tvari od spojeva, razlikovati homogene od heterogenih smjesa, te pretpostaviti postupke kojima bi ih mogli razdvojiti na čiste tvari.
2) s razumijevanjem pristupiti rješavanju problema u bilanci tvari pri kemijskim promjenama
3) razumjeti građu atoma i postojeće modele kemijskih veza na takav način da mogu predvidjeti određena svojstva i reaktivnost kemijskih elemenata i njihovih ionskih i kovalentnih spojeva
4) razlučiti prirodu pojedinih kemijskih reakcija.
5) usvojiti pojam pH, te pretpostaviti smjer odvijanja određenih kemijskih reakcija na osnovu znanja o kemijskoj kinetici i ravnoteži.
6) samostalno i sigurno izvoditi jednostavne kemijske eksperimente

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

Predavanja:
1. Uvod - Prirodne znanosti i kemija. Mjerne jedinice i mjerenje. Klasifikacija materije. Čiste tvari. Rastavljanje tvari na čiste tvari. Svojstva čistih tvari. Vrste čistih tvari, atom i kemijski element.
2. Svojstva čistih tvari, fizička i kemijska svojstva. Atom i kemijski element. Kemijski simboli elemenata. Zakoni kemijskog spajanja po masi i volumenu. Atomska teorija od ranih ideja do Johna Daltona. Avogadrova hipoteza.
3. Otkriće strukture atoma. Otkriće rendgenskih zraka i radioaktivnosti. Rutherfordov model atoma. Rendgenske zrake i struktura kristala. Braggova jednadžba. Izotopi i struktura atomske jezgre.
4. Struktura čistih tvari. Atomska struktura čistih tvari. Tipovi kristalnih sustava i karakteristike kristala. Kubični kristalni sustav. Molekulska struktura čistih tvari. Priroda plina. Priroda tekućine. Pojam temperature. Kinetička teorija plinova.
5. Plinski zakoni i jednadžba stanja idealnog plina. Realni plinovi. Relativna atomske i molekulske mase. Metode određivanja relativnih atomskih (Dulong-Petitova metoda, difrakcija rendgenskih zraka, spektrograf masa) i molekulskih masa (iz gustoće plina, metodom Victora Mayera, Hoffmanova metoda). Periodni sustav elemenata i periodni zakon.
6. Elektronska struktura atoma - Bohrov model atoma, kvantni brojevi. Kvantna teorija i elektronska struktura atoma. Atomske orbitale.
7. Periodična klasifikacija elemenata i periodni sustav. Periodične promjene fizikalnih osobina. Atomski radijus. Energija ionizacije. Elektronski afinitet. Elektronegativnost.
8. Kemijska veza i struktura molekula - Elektronska teorija valencije, ionski i kovalentni spojevi. Elektronegativnost i stupanj oksidacije. Pisanje Lewisovih struktura i pravilo okteta. Formalni naboji. Izuzeci od pravila okteta. VSEPR model i geometrija molekule.
9. Karakteristike veze. Teorija valentne veze i teorija molekulskih orbitala..
10. Međumolekularne sile. Dipolni moment, Van der Waalsove i Londonove sile, vodikova veza.
11. Struktura i osobine tekućina i krutina . Fizikalne osobine otopina. Vrste otopina. Izražavanje koncentracije.
12. Otopine tekućina u tekućinama. Otopine krutina u tekućinama. Otopine plinova u tekućinama. Utjecaj temperature na topljivost. Utjecaj tlaka na topljivost plinova. Koligativne osobine otopina neelektrolita i koligativne osobine otopina elektrolita.
13. Kemijske reakcije - vrste kemijskih reakcija, redoks reakcije, reakcije kompleksa (protolitičke reakcije i reakcije taloženja i otapanja), složene reakcije.
14. Kemijska kinetika, brzina reakcije, mehanizam reakcije, energija aktivacije. Kemijska ravnoteža - Pojam ravnoteže, kemijska ravnoteža i konstanta kemijske ravnoteže. Faktori koji utječu na kemijsku ravnotežu.
15. Ravnoteže u homogenim i heterogenim sustavima. Ravnoteže u otopinama elektrolita - ravnoteže u otopinama kiselina i baza, ravnoteže u otopinama kompleksa, ravnoteže između otopine i neotopljenog kristala, redoks ravnoteže
Seminari:
1. Stupanj oksidacije: Definicija, pravila za određivanje stupnja oksidacije atoma, iona, molekula. Primjeri i uvježbavanje.
2. Nomenklatura anorganske kemije. Nazivi monoatomnih kationa. Nazivi monoatomnih aniona. Nazivi poliatomnih kationa. Nazivi poliatomnih aniona. Nazivi liganada. Nazivi kompleksniih iona. Nazivi oksokiselina i njihovih soli.
3. Uvježbavanje naziva anorganskih spojeva.
4. Uravnotežavanje kemijskih jednadžbi. Redoks jednadžbe
5. Uvježbavanje pisanja redoks jednadžbi.
6. Stehiometrija: Kvalitativni i kvantitativni odnosi kod kemijskih reakcija. Molna metoda.
7. Stehiometrija: Kvantitativni odnosi. Iskorištenje kod kemijskih reakcija i procesa: mjerodavni reaktant, reaktant u suvišku, teorijska količina reaktanta, teorijska količina produkta, iskorištenje, gubitci.
8. Stehiometrija: Volumen i masa u kemijskim reakcijama.
9. Elektronska konfiguracija atoma i iona
10. Lewisove strukturne formule
11. Elektronske strukturne formule
12. Kemijska ravnoteža u homogenim i heterogenim sustavima
13. Kemijska ravnoteža u otopinama elektrolita.
Vježbe:
Vježba 1.
Osnovna pravila laboratorijskog rada, Mjere opreza i zaštite u laboratoriju, Osnovni laboratorijski pribor. Pranje, čišćenje i sušenje laboratorijskog posuđa. Osnovne laboratorijske operacije. kemikalije i postupanje s njima. Rastavljanje tvari na čiste tvari. Rastavljanje heterogenih smjesa Rastavljanje homogenih smjesa
Vježba 2.
Rastavljanje tvari na čiste tvari, Rastavljanje heterogenih tvari, Sedimentiranje, dekantiranje, centrifugiranje, Filtriranje na obično složeni filter papir, Filtriranje na naborani filter papir, Filtriranje na filtar-papiru u Büchnerovom lijevku, Destilacija i frakcijska destilacija, Sublimacija joda. Ekstrakcija joda iz vodene otopine
Vježba 3.
Fizičke i kemijske promjene, Zakon o održanju težine, Gay-Lussacov zakon spojenih volumena, Vježba s modelima jediničnih ćelija, Određivanje relativne atomske mase cinka Zn, Određivanje empirijske formule bakrova klorida.
Vježba 4.
Plinski zakoni: Određivanje molarnog volumena kisika, Boyle-Mariotteov zakon, Charles-Gay Lussacov zakon, Ovisnost tlaka o temperaturi kod plinova.
Vježba 5.
Otopine i njihova svojstva. Načini izražavanja koncentracija. Priprema otopine zadane koncentracije. Otopine kapljevina u kapljevinama. Otopine plinova u kapljevinama. Ovisnost topljivosti o prirodi (strukturi) tvari. Ovisnost topljivosti o temperaturi. Otapanje kapljevina u kapljevinama. Otapanje plinova u kapljevinama. Henryjev zakon. Određivanje molarne mase metodom sniženja ledišta. Ilustracija elektrolitske disocijacije. Ilustracija putovanja iona prema elektrodama. Električna vodljivost otopina. Redoks-reakcija sumpora i kisika. Redoks reakcija razrijeđene dušične kiseline i otopine željezova(II) sulfata. Reakcija raspadanja i nastajanja kompleksa. Reakcija supstitucije liganada. Protolitička reakcija (kiselinsko-bazna titracija).
Vježba 6.
Kemijska kinetika, Utjecaj koncentracije reaktanata na brzinu kemijske reakcije. Utjecaj temperature na brzinu kemijske reakcije. Utjecaj katalizatora na brzinu kemijske reakcije. Ravnoteže u otopinama elektrolita. Pomicanje kemijske ravnoteže. Određivanje konstante disocijacije kiselina, Ka. Odrenivanje pH: Približno određivanje vrijednosti pH pomoću indikatora, Određivanje vrijednosti pH pomoću Vernierovog pH senzora. Elektroliza - Određivanje Faradayeve konstante. Elektromotorna sila galvanskog članka - Daniellov članak.

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvo i odrađene sve laboratorijske vježbe.