Tantárgy kódja Tantárgy neve Óraszám Kredit Szemeszter Előadás Gyakorlat Otthoni SMKKB2031XN. Mérőné Dr. Nótás Erika egyetemi docens

Átírás

1 Tantárgy kódja Tantárgy neve Óraszám Kredit Szemeszter Előadás Gyakorlat Otthoni SMKKB2031XN Mezőgazdasági kémia Tárgyfelelős: Mérőné Dr. Nótás Erika egyetemi docens Ötsoros összefoglaló A tantárgy összefoglalja az agrármérnök BSC, nappali képzés megalapozásához szükséges általános, szervetlen és szerves kémiai ismereteket. Rendszerezi, kiegészíti és tudományos szinten értelmezi a középiskolai kémiai ismereteket. Fontos feladat az eltérő középiskolai képzésből (gimnázium, szakközépiskola) érkező hallgatók kémiai ismereteinek kiegyenlítése. Törekszünk a gyakorlati anyagismeret és kémiai szerkezeti értelmezés összekapcsolására, a kvantitatív kémiai gondolkodás elsajátítására és önálló feladatmegoldó készség kialakítására. A gyakorlati képzés fontos célja az alapvető laboratóriumi mérések és műveletek megismertetése. A tárgy általános elméleti alapot nyújt a képzésben a további kémiai és kémiai jellegű ismeretek (biokémia, agrokémia, élettanok, növényvédelem stb.) elsajátításához. Részletes tematika 1. Elméleti tananyag 1.1. Kémiai anyagszerkezet. Anyagi halmazok. Sztöchiometria. Anyagi rendszerek és csoportosításuk. Az atom szerkezete, atommodellek, kvantumkémiai atomleírás. A periódusos rendszer elmélete. Kémiai kötések. Ionos kötés, kovalens kötés, molekulapályák, sávelmélet. Halmazállapotok. Az oldatok koncentrációegységei, az oldódás és az oldhatóság. Híg oldatok törvényei. Kémiai egyenérték. Oxidációs szám A fizikai kémia alapjai A kémiai termodinamika alapjai Főtételek, belső energia, entalpia, Hess-tétele, affinitás. Tömeghatás törvénye, egyensúlyok. Sav-bázis elméletek. Hidrolízis, ph, pufferek Elektrokémia Vezetőképesség és disszociáció. Elektródpotenciál, galvánelemek, redoxi rendszerek. Elektrolízis Szervetlen kémia Nemfémes elemek, félfémek, fémek kémiai tulajdonságai. A vegyületek általános jellemzése és csoportosítása. A fontosabb vegyületcsoportok kémiai leírása Szerves kémia Szénhidrogének (paraffinok, olefinek, acetilének), aromás és heterociklusos vegyületek, hidroxi-vegyületek (alkoholok, fenolok), aldehidek, ketonok, karbonsavak, észterek, szénhidrátok, aminosavak és fehérjék szerkezete, csoportosítása, fizikai és kémiai tulajdonságaik. Az izoméria típusai és előfordulásuk a szerves kémiában. 2. Gyakorlati tananyag 2.1. Laboratóriumi alapmérések (tömeg, térfogat) 2.2. Laboratóriumi alapműveletek (oldatkészítés, sűrűségmérés) 2.3. Térfogatos elemzés (titrimetria) 2.4. Térfogatos elemzés (titrimetria) 2.5. Abszorpciós spektrofotometria 2.6. Elektrokémia (ph mérés), elválasztási módszerek (kromatográfia) 1

2 Kötelező tananyag forrásai, tanulmányi rend 1. Előadások A tantárgy elméleti anyagának fontosabb összefüggéseit heti 2 órában tartott előadásokon ismerhetik meg. Az előadások anyaga és a kötelezően előírt jegyzetek anyaga képezi az elméleti jellegű követelmények alapját. Az előadások látogatása ajánlott. 2. Laboratóriumi gyakorlatok A kémia alapképzéshez szükséges laboratóriumi és analitikai kémiai gyakorlati ismeretek elsajátítása céljából, kéthetenként 4 órában laboratóriumi gyakorlatokat tartunk. A laboratóriumi gyakorlatokon a kémiai számítások alapjait és a kémiai laboratóriumi munka alapműveleteit sajátítják el a hallgatók. Ehhez jegyzet formájában a megfelelő példatárak és gyakorlati feladat leírások rendelkezésre állnak. A gyakorlatokon kötelező a részvétel, hiányzást csak indokolt esetben (pl. betegség orvosi igazolással), egy alkalommal fogadunk el! Kivételes egyéni esetben, ha a gyakorlatvezető indokoltnak tartja, még egy hiányzás előfordulhat, de vegyék figyelembe, hogy a mérési feladatok pótlása nem mindig biztosítható, ezzel csökken a szerezhető pontok száma. A hiányzás elkerülése érdekében figyeljenek arra, hogy a Hetesi gyakorlat időpontja ne essen egybe a kémia gyakorlatéval! Hiányzás esetén az alapmérésekkel foglalkozó első gyakorlatot mindenképpen pótolni kell! A többi gyakorlat méréseinek pótlását a lehetőségekhez képest el kell végezni. A gyakorlatok 2 hétig tartanak, ezért akinek a 2. héten van gyakorlata, előző héten tudja pótolni. A pótlások csak akkor lehetségesek, ha ebbe a saját gyakorlatvezetőjük és a másik csoport gyakorlatvezetője is beleegyezik, ezt minimum 1 nappal az aktuális gyakorlat előtt kell intézni. Lehetőleg a saját gyakorlatvezetőjüknél pótoljanak. A hiányzás miatt elmaradt zárthelyi dolgozatokat pótolni kell, legkésőbb a szorgalmi időszak utolsó hetében. A javító dolgozatot (a 21 pont elérése érdekében) legkésőbb a vizsgaidőszak első hetében lehet megírni a gyakorlatvezető megítélése szerint. Tavaly, a zárthelyik gyenge eredményei miatt kb.70 hallgató nem kapott aláírást. Így felsőbb évfolyamos hallgatók is részt vesznek a gyakorlatokon, akik a zárthelyi dolgozatok megírása mellett a mérési feladatokat is kötelesek elvégezni az elsőéves hallgatókhoz hasonlóan. Annak érdekében, hogy javuljon a hallgatók feladatmegoldó képessége, a korábbiakhoz képest kevesebb mérési feladat és több számolás lesz a gyakorlatokon. Felhívom figyelmüket a félév sikeres teljesítése érdekében, hogy a zárthelyi dolgozatokban a példamegoldás mellett, a mérésekre vonatkozó elméleti kérdésekre is válaszolniuk kell a korábbi évekhez hasonlóan. 3. Kötelező könyvek, jegyzetek Mérőné Dr. Nótás Erika, Dr. Mészárosné Dr. Bálint Ágnes, Dr. Heltai György: Mezőgazdasági kémia, SZIE jegyzet, Gödöllő, 2014-es kiadás Heltai György, Bálint Ágnes (2007): Kémiai gyakorlatok I., SZIE jegyzet Ajánlott tananyag Berecz Endre (1991): Kémia Műszakiaknak. Tankönyvkiadó, Budapest Szabó Zoltán, Nyilasi János (1979): A szervetlen kémia alapjai, Műszaki Könyvkiadó, Budapest Gyakorlás A tananyag jobb megértését és az írásbeli vizsgára való felkészülést segítik az ún. e-learning számítógépes módszerrel megoldható gyakorló tesztek, amelyeket a címen találnak meg. Az egyetemi e-learning rendszerbe a következő adatok megadásával léphetnek be: Felhasználói név: a neptun kódjuk Jelszó: a születési év, hónap és nap utolsó 6 karaktere Beiratkozási kulcs: kémia.nappali.2015 A gyakorló feladatokat a Mezőgazdasági- és Környezettudományi Kar kurzuskategóriában találják meg, Mezőgazdasági kémia (SMKKB2031XN) név alatt. 2

3 Előadások ütemezése Hét / óra Az előadás témája Előadó: Mérőné Dr. Nótás Erika 1/1-2. A kémiai anyagok jellemzői. Az anyagi rendszerek és csoportosításuk. Az atomok és elemek szerkezete. A kötési energia. A fény kettős természete, az atomok vonalas színképe. Atommodellek. 2/3-4. A periódusos rendszer elmélete, az atompályák egymásra épülésének szabályai. Ionos kötés, ionizációs energia, elektronaffinitás, elektronegativitás. Kovalens kötés. Molekulapályák, σ és π kötések. Kötő és lazító állapotok. 3/5-6. A gázhalmazállapot jellemzése. Tökéletes és reális gázok. Állapotegyenletek. A szilárd és cseppfolyós állapot jellemzése. Az oldatok koncentrációegységei, az oldódás és az oldhatóság. Híg oldatok törvényei: ozmózis, fagyáspont-csökkenés, forráspont-emelkedés. 4/7-8. A kémiai termodinamika főtételei. A kémiai folyamatok energetikai viszonyai. Belső energia, entalpia, Hess-tétel. A kémiai folyamatok iránya. Entrópia, szabadenergia, szabadentalpia. 5/9-10. Megfordítható folyamatok, kémiai egyensúlyok. Disszociációs egyensúlyok. Oldhatóság. Hidrolízis, pufferek. Erős és gyenge savak és bázisok ph-számítása. 6/ Sav-bázis elméletek: Arrhenius, Brönsted. A kémiai folyamatok mennyiségi viszonyai (sztöchiometria) és értelmezése. Az egyenértéktömeg fogalma. 7/ Elektrokémia. Vezetőképesség. Galvánelemek. Elektrolízis. 8/ Nemfémes elemek. Félfémek. Fémek. 9/ A szervetlen vegyületek általános jellemzése. Hidridek. Halogenidek. 10/ Oxidok, hidroxidok és oxisavak. Oxisavak sói. Szulfátok, nitrátok, foszfátok. 11/ Szénhidrogének (telített, telítetlen, aromás). Alkoholok, Karbonsavak. 12/ Észterek. Szénhidrátok. 13/ Aminosavak és fehérjék. Gyakorlatok ütemezése Hét / óra A gyakorlat témája 1-2/4 Laboratóriumi alapmérések 1/a. feladat: Bemérőedény tömegének meghatározása tára- és analitikai mérleggel 1/b. feladat: Pipettázás gyakorlása 3-4/4 Gravimetriás mérések 2. feladat: Oldatkészítés 3. feladat: Sűrűségmérés 5-6/4 Térfogatos meghatározások 4. feladat: NaOH-mérőoldat faktorának meghatározása 7-8/4 5. feladat: Kénsav-oldat koncentrációjának meghatározása 9-10/4 Fotometria 6. feladat: Foszfátionok mennyiségi meghatározása abszorpciós fotometriával 11-12/4 Elválasztási módszerek, elektrokémiai mérések 7. feladat: Növényi pigmentek vékonyréteg-kromatográfiás elválasztása 8. feladat: ph-mérés, bor összes savtartalmának potenciometriás meghatározása 3

4 Követelmények, értékelés Tantárgyi előkövetelmények: A középiskolai kémia anyag Gyakorlati ismeretek értékelése Gyakorlati (dolgozat/mérés) feladat A kémiai alapképzéshez szükséges laboratóriumi és analitikai kémiai gyakorlati ismeretek elsajátítása céljából, kéthetenként 4 órában laboratóriumi gyakorlatokat tartunk, csoportonkénti beosztásban. A félév folyamán hat laboratóriumi gyakorlaton 8 feladat elvégzése kötelező az órarend szerint megadott időpontokban. A gyakorlatok időrendjét és tematikáját a honlapon és a tanszék hirdetőtábláján is megtalálhatják. A hallgatók a tematika szerint kötelesek a laboratóriumi gyakorlatokra felkészülni. A gyakorlati ismeretek, az alapvető kémiai számítási feladatok valamint a tanszéki honlapon megadott listában feltüntetett szervetlen és szerves vegyületek képletei elsajátításának ellenőrzésére szolgálnak a gyakorlat megkezdése előtt írandó zárthelyi dolgozatok (összesen 4), amelyekben a gyakorlattal összefüggő elméleti kérdéseket is kapnak a hallgatók. A hallgatók a mérési eredményeket jegyzőkönyvben kötelesek leadni, amelynek alapján a gyakorlatvezető ellenőrzi a mérési feladatok elvégzését, s az eredményeket minősíti. A gyakorlati ismeretek elsajátítását a zárthelyi dolgozatok és az elvégzett mérések alapján értékeljük az alábbiak szerint: Sorszám Elérhető pontszám 1 Elfogadott mérések száma 8x1=8 2 Zárthelyi dolgozatok eredménye 4x 8=32 Összesen: 40 pont A minimális pontszám, amit a gyakorlatokon el kell érni 21 pont, aki ezt nem éri el nem kap aláírást, vizsgát nem tehet. Elméleti ismeretek értékelése Sorszám Elméleti vizsga tárgya A vizsga írásban történik, amellyel maximum közepes eredmény szerezhető. A közepes írásbeli vizsga eredménye szóbeli vizsgán javítható. Elérhető pontszám Írásbeli vizsga Az írásbeli vizsga az ún. e-learning számítógépes módszerrel történik, amelyen teszteket kell megoldaniuk általános, szervetlen és szerves kémiából. Az írásbeli vizsgán legalább 30 pontot el kell érniük. 60 Szóbeli vizsga 1 Általános kémia 20 2 Szervetlen kémia 20 3 Szerves kémia 20 Összesen: 60 pont Összes elérhető pontszám: 100 pont 4

5 Értékelés írásbeli vizsga esetén: közepes (3) elégséges (2) elégtelen (1) 0-50 Értékelés szóbeli vizsga esetén: jeles (5) jó (4) közepes (3) elégséges (2) elégtelen (1) Mérőné Dr. Nótás Erika egyetemi docens 5