ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II.

Átírás

1 ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II. Műszaki Földtudományi és Környezetmérnöki alapszak Levelező munkarendben 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: AKKEM6003LE Óraszám/félév: 16 ó (a, k) Félév: 2. Kreditérték: 4 Előfeltétel: ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA I.(AKKEM8001L) részleges teljesítése 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 (16 ó/félév, k) 1.) Az évközi munka ellenőrzésének formái: a.) Az előadás anyagából egy zárthelyit írnak a hallgatók. b.) Az utolsó alkalomkor végeznek laboratóriumi gyakorlatokat, amikor 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 zárthelyi eredményének el kell érnie az elégséges szintet (50%) c.) Az előírt összes gyakorlatot eredményesen el kell végezni. d.) 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 Levelező munkarendben 1.évf. 2. félév 16 ó/félév Előadások: 1. alkalom:: 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.a nemesgázok. A nemesgáz-konfiguráció és következményei. A VII. főcsoport (halogének) elemei és vegyületei. 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. 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. 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), 2. alkalom: A fémes elemek. Fizikai és kémiai tulajdonságaik. Standard potenciáljuk, oldódásuk savakban. Egyes fémionok ammin-képzése. Nemesfémek oldódása oxidáló savakban. Arany oldódása királyvízben. Az s-mező fémei (alkáli- és alkáli földfémek) és vegyületeik. A p-mező (az alumínium és az óncsoport) fémei és vegyületeik. A d- mező ( átmeneti fémek) fémei és vegyületeik. Az f-mező ( lantanoidák és aktinoidák) fémei és vegyületeik. Radioaktivítás. Lantanoida-kontrakció fogalma. Transzurán elemek és jelentőségük. 3. alkalom: Szerves kémiai alapfogalmak. A szerves vegyületek osztályozása. Szerkezeti képletek. Sztereoizoméria fogalma és jelentősége. Telített alifás szénhidrogének. Telítetlen alifás szénhidrogének. 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.: Kén- és nitrogén tartalmú szerves vegyületek. Kondenzált gyűrűs vegyületek. Heteroatomot tartalmazó szerves vegyületek. Óriás molekula létrehozásának módjai: polimerizáció, poliaddició és polikondenzáció. Műanyagok.. Kőolaj és földgáz.

6 Általános és szerves kémia II.. kommunikációs dosszié Laboratóriumi gyakorlatok ÁLTALÁNOS és SZERVES KÉMIA II. című tárgyból levelező munkarendben MFK-hallgatók részére 1.alkalom (4óra) Kationok reakcióinak vizsgálata Anionok reakcióinak - valamint egyes fémionok lángfestéses - vizsgálata A 0,1 mól/liter összetételű sósavoldat faktorozása. Víz változó Keménységének meghatározása Zárthelyi írása az előadás anyagából

7 4. Minta zárthelyi Minta ZH feladatsor (A feladatsor megoldására rendelkezésre álló idő 45 perc) 1. Jellemezze kémiai szempontból a VIII. főcsoportot! 2. Egy elemcsoport külső elektronhéjának elektronkonfigurációja s 2 p 2. Hol helyezkedik el ez a csoport a periódusos rendszerben? 3. Jellemezze a fémes kötést! 4. Fémek hogyan oldódnak savakban? (példák!) 5. Jellemezze a benzolt! A minta ZH megoldása és értékelése 1. A VIII. főcsoport a nemesgázok csoportja. Jellemző rájuk a nagyon stabil elektronszerkezet, mely az s 2 p 6 elektronkonfigurációval (ún. nemesgáz-konfiguráció) írható le. Ebből következően nagyon nehezen vihetők reakcióba, sokáig úgy is tartották, hogy nem állíthatók elő vegyületeik. Ma már a Xe és Kr vegyületét előállították. A vegyületképzés különösen az 1. és a 2. periódusban ( He és Ne ) tűnik nagyon nehéznek, hiszen itt a külső elektronhéj telített. (4 pont) 2. A keresett csoport főcsoport, mégpedig a IV. főcsoport, tagjai: C, Si, Ge, Sn és Pb (2 pont ) 3. A fémes kötést csak atomok sokasága esetén értelmezhető, mégpedig kristályos szilárd állapotú fémek esetén beszélhetünk fémes kötésről. A rácspontokban a fématomtörzsek ülnek, melyeket a delokalizált vegyértékelektronok tengere vesz körül. Ez magyarázza a fémes kötés megléte esetén tapasztalható jó vezetési tulajdonságokat. (3 pont) 4. A hidrogénnél negatívabb standard potenciállal rendelkező fémek hidrogén fejlődéssel oldódnak savakban, pl.: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2. A hidrogénnél pozitívabb standard potenciállal rendelkező fémek, az ún. nemesfémek vagy nem oldódnak savakban, vagy ha oldódnak oxidáló savakban, ez nem hidrogén fejlődéssel történik. Pl.: Cu + HCl nincs reakció 3 Cu + 8 HNO 3 = 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O Egyes fémek speciális savkeverékekben oldódnak, mint pl. az arany a királyvízben: 3HCl + HNO 3 = H 2 O + 2 Cl + NOCl A nitrozil-klorid nagyon gyorsan elbomlik NO-ra és Cl-ra, így a frissen készitett királyvízben 3 Cl atomot ún- naszcensz klórt találunk, ami oldani képes az aranyat a következőképpen. Au + 3 Cl = AuCl 3 ( 8 pont) 5. A benzol az aromás szénhidrogének alapvegyülete. Összegképlete C 6 H 6. A molekula szabályos hatszög alakú, melyeknek csúcsain szénatomok helyezkednek el, melyek mindegyike egy-egy hidrogénhez kapcsolódik. A szénnek ily módon hiányzó negyedik vegyértékét a molekulán belül található delokalizált 6 db elektron adja meg, amit a hatszög belsejébe rajzolt körrel jelölünk és aromás gyűrűnek nevezzük. (3 pont) Összesen: 20 pont

8 Értékelés: 0-9 = 1 (elégtelen) = 2 (elégséges) = 3 (közepes) = 4 (jó) = 5 (jeles) Általános és szerves kémia II. kommunikációs dosszié 3. 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, nitrogén-oxidokok és szerepük a légszennyezésben 8. A foszfor, arzén, antimon és a bizmut. Vegyületeik. 9. Az ammónia, salétromossav és salétromsav 10. A szén és módosulatai. Természetes és mesterséges szenek. 11. A szén oxidjai és a szénsav. 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 előállítása tűzi úton 15. A fémek előállítása és tisztítása elektrolízissel 16. A fémek előállítása termikus disszociációval. Finomítási eljárások. 17. Az s-mező fémei és vegyületeik 18. A p-mező fémei és vegyületeik 19. A d-mező fémei és vegyületeik 20. Az f-mező fémei és gegyületeik 21. A szerves vegyületek felosztása Nevezéktan. Szerkezeti izoméria. A paraffinok. 22. A telítetlen alifás szénhidrogének. Aliciklikus szénhidrogének. 23. A benzol, mint az aromás szénhidrogének alapvegyülete. Alkilbenzolok, policiklusos aromás szénhidrogének 24. Alkoholok, aldehidek, éterek és ketonok 25. Karbonsavak, észterek, zsírok és szappanok 26. Fenolok, kén- és nitrogéntartalmú szerves vegyületek. Heterociklusos szerves vegyületek 27. Kőolaj és földgáz 28. Műanyagok

9 5. Egyéb követelmények Általános és szerves kémia II. kommunikációs dosszié