ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II.

Átírás

1 ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II. Műszaki Földtudományi és Környezetmérnöki alapszak TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI TANSZÉK Miskolc, 2008.

2 Tartalomjegyzék 1. Tantárgyleírás, tárgyjegyző, óraszám, kreditérték 2. Tantárgytematika 3. Minta zárthelyi 4. Vizsgakérdések, vizsgáztatás módja 5. Egyéb követelmények

3 1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy /kurzus címe: ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II. A kurzus típusa: ELŐADÁS + GYAKORLAT A tantárgy kódja: AKKEM6003 Óraszám/hét: 2 k + 2 a Félév: 2. Kreditérték: 4 A tárgy jegyzője és előadója: Dr. Kovács Károlyné dr. egy. docens Tanszék: Műszaki Anyagtudományi Kar, Kémiai Tanszék A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: törzsanyagban szereplő kötelező tárgy A kurzus célja: a szükséges anyagismeret megszerzése mind az elmélet, mind a gyakorlat oldaláról. A periódusos rendszer szerint haladva megismerkedik a hallgató az elemek és vegyületeik legfontosabb tulajdonságaival, valamint a legfontosabb szerves vegyületekkel. A kurzus leírása: A Mengyelejev-féle periódusos rendszer elektronszerkezeti magyarázatának áttekintése után rendre az egyes oszlopokba tartozó elemek és vegyületeik tulajdonságainak, előfordulásának, előállításának ismertetése. Hidrogén és nemesgázok. Halogének és vegyületeik. Oxigéncsoport elemei és vegyületei. Nitrogéncsoport és vegyületei. Széncsoport és vegyületei. Bór és vegyületei. Fémek fizikai és kémiai tulajdonságai. Az s- p-, d- és f-mező fémei és vegyületeik. Szerves vegyületek csoportosítása. Telített és telítetlen alifás szénhidrogének. Ciklikus és aromás szénhidrogének. Heteroatomot tartalmazó szénhidrogének. Alkoholok és származékaik. (aldehidek, savak, ketonok, éterek, észterek). Óriásmolekulák kialakulásának lehetőségei: poliaddició, polikondenzáció és polimerizáció. Kőolaj és földgáz. Oktatási módszer: szóbeli előadások, valamint számolási gyakorlatok és egyéni kémiai kísérletek. Oktatási segédeszközök: írásvetítő használata, esetenként fénymásolatok a hallgatók számára. Tankönyv: Dr. Berecz Endre szerkesztésében: Kémia műszakiaknak Tankönyvkiadó, Budapest, Vizsgáztatási módszer: szóbeli vizsga Kell-e jelentkezni a kurzusra: igen, a regisztrációs héten, a Neptun-rendszeren keresztül. Értékelés: kollokvium: 5 fokozatú értékelés, míg gyakorlatnál az aláírás megszerzéséhez a a követelmények legalább elégséges (50%) szinten való teljesítése A kreditpontok megszerzésének követelményei: a regisztrációs héten hirdetmény formájában hozzuk a hallgatók tudomására, ilyenformán:

4 Általános és szerves kémia II.. kommunikációs dosszié HIRDETMÉNY MFK-BSc. hallgatók részére A Kémiai Tanszék követelményrendszere ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II. c. tárgyból (2a+2k) 1.) Az évközi munka ellenőrzésének formái: a.) Az első négy héten számolási gyakorlatokat végeznek, melyekből az 5. héten beszámolót írnak a hallgatók b.) Mind a számolási, mind a laboratóriumi mérések előtt az előadáson szereplő egyenletekből kis zárthelyi írása c.) A Laboratóriumi gyakorlatok előtt beszámoló a megfelelő anyagrészből és ennek legalább elégségesnek (2) kell lennie ahhoz, hogy a hallgató a mérést elkezdhesse. Ellenkező esetben a mérést nem kezdheti el és a gyakorlatvezető elküldi a laborból. Ez összesen két alkalommal fordulhat elő a szemeszter folyamán. Az elmaradt mérést -eredményes felkészülés után- pótolja a hallgató. d.) A laboratóriumi gyakorlatokon a hallgatók egyéni feladatokat végeznek, amelyekre osztályzatot ill. megfelelő / nem megfelelő minősítést kapnak 2.) Tanulmányi követelmények: a.) Az előadásokon és a gyakorlatokon való részvétel b.) A gyakorlati beszámolók eredményének el kell érnie legalább az elégséges (2) osztályzatot, ill. az egyenletek vonatkozásában a 60%-ot. c.) Az előírt összes gyakorlatot eredményesen el kell végezni. d.) A félévi gyakorlatok arányos részét április 4.-ig minden hallgatónak lehetőség szerint el kell végeznie/pótolnia kell. e.) Az osztályozott gyakorlatok osztályzatának minden esetben el kell érnie legalább az elégséges (2) szintet 3.) Az aláírás megszerzésének feltételei: a.) A 2. pontban felsorolt követelmények maradéktalan teljesítése b.) A munkavédelmi szabályok betartása c.) A hanyagságból okozott kár megtérítése A félév folyamán elvégzendő gyakorlatokat és a laboratóriumi rendet a laboratóriumban kifüggesztett hirdetmények tartalmazzák. Miskolc, Dr. Kovács Károlyné tanszékvezető, egyetemi docens

5 2. Tantárgytematika Tantárgytematika Általános és szerves kémia II. Műszaki Földtudományi és Környezetmérnöki Alapszak 1.évf. 2. félév 2a+2k Előadások: 1. hét: A periódusos rendszer elektronszerkezeti alapjainak átismétlése. Oxidációs számok és a periódusos rendszerben elfoglalt hely. Allotrópia fogalma. Az izotópok. Periódusok és oszlopok, fő- és mellékcsoportok. A hidrogén és vegyületei. A víz és a nehézvíz. 2. hét: A nemesgázok. A nemesgáz-konfiguráció és következményei. A VII. főcsoport (halogének) elemei és vegyületei 3. hét: A VI. főcsoport (kalkogének) elemei és vegyületei.az ózon és szerepe a Los- Angeles-i füstköd kialakulásában. Az ózonlyuk kialakulása és következményei.. A kén-dioxid és szerepe a London típusú füstköd kialakulásában. Savas esők keletkezése. 4. hét: Kénessav redukáló hatása, a kénsav. Az V. főcsoport ( nitrogéncsoport) elemei és vegyületei. A nirtogén-oxidok szerepe a légszennyezésben. Az ammónia. A salétromossav és a salétromsav. 5. hét: A IV. főcsoport: a szén és módosulatai ( grafit, gyémánt és a fullerén) A szilícium, germánium. A szilikátok. A szén oxidjai és szerepük az üvegház-hatásban. A bór és vegyületei. (bórsavak, bór-azin), 6. hét: A fémes elemek. Fizikai és kémiai tulajdonságaik. Standard potenciáljuk, oldódásuk savakban. Egyes fémionok ammin-képzése. Nemesfémek oldódása oxidáló savakban. Arany oldódása királyvízben. 7. hét: Az s-mező fémei (alkáli- és alkáli földfémek) és vegyületeik. 8. hét: A p-mező (az alumínium és az óncsoport) fémei és vegyületeik. 9. hét: A d-mező ( átmeneti fémek) fémei és vegyületeik. 10. hét: Az f-mező ( lantanoidák és aktinoidák) fémei és vegyületeik. Radioaktivítás. Lantanoida-kontrakció fogalma. Transzurán elemek és jelentőségük. 11. hét: Szerves kémiai alapfogalmak. A szerves vegyületek osztályozása. Szerkezeti képletek. Sztereoizoméria fogalma és jelentősége. Telített alifás szénhidrogének. Telítetlen alifás szénhidrogének. 12. hét Zárt szénláncú vegyületek. Ciklikus vegyületek. Aromás gyűrűt tartalmazó szénhidrogének: Benzol és származékai. Alkoholok értékűsége és rendűsége. Alkoholok származékai: aldehidek, ketonok, és éterek. Szerves savak és származékaik. Szerves és szervetlen észterek. 13. hét: Kén- és nitrogén tartalmú szerves vegyületek. Kondenzált gyűrűs vegyületek. Heteroatomot tartalmazó szerves vegyületek. Óriás molekula létrehozásának módjai: polimerizáció, poliaddició és polikondenzáció. Műanyagok. 14. hét: Kőolaj és földgáz. Pótzárthelyi írása az egyenletekből.

6 Általános és szerves kémia II.. kommunikációs dosszié Laboratóriumi gyakorlatok ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II. című tárgyból MFK-hallgatók részére 1.hét: Bevezetés. Számolási gyakorlatok: kémiai reakcióegyenletek szerkesztése 2.hét: Számolási gyakorlatok: A kémiai egyenlet használata a szöchiometriai számításoknál I. 3. hét: Számolási gyakorlatok: A kémiai egyenlet használata a sztöchiometriai számításoknál II. 4.hét: Számolási gyakorlatok : A kémiai egyenlet használata a sztöchiometriai számításoknál III. 5. hét: A számolási feladatokból kis zárthelyi írása, valamint a munkavédelmi szabályok ismertetése a laboratóriumi munkák megkezdése elött 6. hét: Kationok reakcióinak vizsgálata 7. hét: Anionok reakcióinak - valamint egyes fémionok lángfestéses - vizsgálata 8.hét: Ismeretlen összetételű sók vizsgálata anionra és kationra 9. hét. A 0,1 mól/liter összetételű sósavoldat faktorozása. Víz változó keménységének meghatározása 10. hét: Víz összes- és kalcium-keménységének meghatározása hét: A következő gyakorlatok kis csoportokban ún. forgó szinpad szerint végezve: a.) Piritpörkölés és kontakt kénsavgyártás modellezése b.) Szennyezett sósav tisztítása desztillációval c.) Nátrium-hidroxid előállítása különböző módon végrehajtott elektrolízissel 14. hét: Pótgyakorlatok és pótzárthelyik Miskolc, Dr. Kovács Károlyné

7 3. Minta zárthelyi Megjegyzés: A beszámoló zárthelyit a laboratóriumi gyakorlatok megkezdése előtt írják a hallgatók, ahogy a Követelményrendszer -ben található. Minta ZH feladatsor (A feladatsor megoldására rendelkezésre álló idő 45 perc) 1. Egészítsük ki és rendezzük az alábbi egyenleteteket: a.) NH 3 + O 2 = N 2 + b.) NH 3 + O 2 = NO + 2. Rendezzük az alábbi egyenleteket az oxidációs szám változása alapján! a.) V + HNO 3 = V 2 O 5 + NO + H 2 O b.) réz és kénsav c.) Kálium-permanganát és kálium-jodid kénsavas közegben 3. Igaz-e a következő állítás? A rendszám növelésével minden esetben nő az atom mérete. Választását indokolja! 4. Egy elemcsoport külső elektronhéjának konfigurációja s 2 p 2. Hol helyezkednek el ezek az elemek a periódusos rendszerben? A minta ZH megoldása és értékelése 1. a.) 4 NH O 2 = 2 N H 2 O (2 pont) b.) 4NH O 2 = 4NO + 6H 2 O (2 pont) 2. a.) 6V + 10 HNO 3 = 3 V 2 O NO + 5 H 2 O (2 pont) b.) Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO H 2 O (3 pont) c.) 2 KMnO KI + 8 H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 6K 2 SO I H 2 O (4 pont) 3. Az állítás nem igaz, hiszen az f-mező esetén fellép az ún. lantanoida -kontrakció, jelensége vagyis az ide tartozó fémek esetében ha nő a rendszám, az atomtérfogat csökken annak következtében, hogy az újabb elektronok beépülése belső pályán történik ( kívülről a 3. héjon) és így az atommag vonzása jobban érvényesül, az atom kompaktabb lesz. (4 pont) 4. Az elemcsoport főcsoport, mégpedig a IV. Tagjai: C, Si, Ge, Sn és Pb. (3 pont)

8 Összesen: 20 pont Értékelés: 0-9 = 1 ( elégtelen) = 2 ( elégséges) = 3 ( közepes) = 4 ( jó) = 5 ( jeles ) Általános és szerves kémia II. kommuni8kációs dosszié

9 4. Vizsgakérdések, a vizsgáztatás módja Számonkérés: A vizsga szóbeli., 20 perc felkészülési idő áll rendelkezésére a vizsgázónak, hogy a két kihúzott tételhez vázlatot készítsen. A vizsgázónak mindegyik tételből 10 perc áll rendelkezésére az ismereteinek folyamatos beszéddel történő bemutatására. 1. A hidrogén és a nemesgázok 2. A halogén elemek jellemzése 3. A halogének vegyületei 4. Az oxigéncsoport elemeinek jellemzése 5. A víz fizikai és kémiai tulajdonságai, a nehézvíz 6. Az oxigéncsoport egyéb vegyületei ( hidrogénvegyületek, oxidok és oxosavak) 7. A nitrogén és a levegő. A nitrogén-oxidok és szerepük a légszennyezésben 8. A foszfor, arzén, antimon és a bizmut. Vegyületeik 9. Az ammónia, a salétomossav és salétromsav 10. A szén és módosulatai. Természetes és mesterséges szenek. 11. A szén oxidjai és a szénsav. A A szén-dioxid szerepe az üvegház hatásban 12. A szilícium és a bór. A szilícium oxidjai, kovasavak és szilikátok 13. A fémek fizikai és kémiai tulajdonságai 14. A fémek előfordulása és előállításuk tűzi úton 15. A fémek előállítása és tisztítása elektrokémiai úton 16. Fémek előállítása termikus disszociációval. Finomítási eljárások. 17. Az s-mező fémei és vegyületei 18. A p-mező fémei és vegyületei 19. A d-mező fémei és vegyületei 20. Az f-mező fémei és vegyületei 21. A szerves vegyületek felosztása. Nevezéktan. Szerkezeti izoméria. A paraffinok. 22. Telítetlen alifás szénhidrogének Aliciklusos szénhidrogének. 23. A benzol, mint az aromás szénhidrogének alapvegyülete. Policiklusos aromás szénhidrogének 24. Alkoholok, aldehidek, ketonok és éterek. 25. Karbonsavak, észterek, zsírok és szappanok 26. Fenolok, kén- és nitrogén- tartalmú szerves vegyületek. Heterociklusos szerves vegyületek 27. Kőolaj és földgáz 28. Műanyagok

10 5. Egyéb követelmények Általános és szerves kémia II. kommunikációs dosszié Megjegyzés: A hallgatók számára Kémiai egyenletíró verseny -t rendezünk, az első három helyezett pénzdíjat is kap. Ezzel kívánjuk ösztönözni a hallgatóinkat az egyenletírás készséggé fejlesztésében.