Chemia ogólna i nieorganiczna - ćwiczenia

Cele przedmiotu:
C1- Zapoznanie studentów ze sprzętem laboratoryjnym oraz czynnościami laboratoryjnymi.
C2- Poznanie podstawowych praw chemicznych.
C3- Zapoznanie studentów z pojęciami chemicznymi do opisu procesów chemicznych i roztworów, wzorów chemicznych i reakcji chemicznych oraz stężeń roztworów, dysocjacji elektrolitycznej i pH roztworów.
Wymagania wstępne:
W1- Przedmioty wprowadzające (prerekwizyty) oraz wymagania wstępne: Znajomość chemii, fizyki i matematyki na poziomie liceum.

Założenia i cele przedmiotu
Cel zajęć:
Zapoznanie studentów z przepisami BHP pracowni chemicznej oraz ze sprzętem stosowanym w laboratorium chemicznym i z podstawowymi technikami laboratoryjnymi.

Wiedza - student potrafi:
Rozwiązywać zadania rachunkowe z przeliczania stężeń roztworów
Obliczać pH roztworów
Identyfikować proste substancje nieorganiczne na podstawie reakcji charakterystycznych
Rozliczać równania redoks

Umiejętności - student potrafi:
Poprawnie korzystać ze sprzętu oraz urządzeń znajdujących się w pracowni chemicznej.
Potrafi umiejętnie obchodzić się z substancjami chemicznymi: stężonymi kwasami i zasadami, substancjami trującymi oraz wydzielającymi dymy.
Potrafi przygotować roztwór o określonym stężeniu i pH.
Wyciągać samodzielne wnioski dotyczące wykonywanych ćwiczeń.
Stosować właściwe jednostki.
Efekty kształcenia:
WIEDZA
Student ma podstawową wiedzę z zakresu fizyki, matematyki i chemii niezbędną do zrozumienia i interpretacji podstawowych zjawisk i procesów przyrodniczych.K_W03
Student posiada wiedzę w zakresie podstawowych zjawisk bezpieczeństwa i higieny pracy.K_W09

UMIEJĘTNOŚCI
Student potrafi wykonać podstawowe pomiary chemiczne oraz potrafi przeprowadzać obserwacje zachodzących procesów.K_U02
Student potrafi uczyć się samodzielnie w ukierunkowany sposób.K_U03
Student potrafi samodzielnie przygotować opracowanie pisemne z przeprowadzonych doświadczeń chemicznych.K_U14
Student potrafi opisać i wyjaśnij oraz interpretować podstawowe zjawiska chemiczne i fizykochemiczne.
Wykonuje podstawowe analizy jakościowe i ilościowe metodą klasyczną i instrumentalną.K_U05

KOMPETENCJE SPOŁECZNE (POSTAWY)
Student wykazuje dbałość o powierzony sprzęt, poszanowanie pracy własnej i innych, wykazuje gotowość do zespołowego rozwiązywania zadań i merytorycznej dyskusji.K_K02
Student wykazuje odpowiednie nawyki niezbędne do pracy w laboratorium badawczym, postępuje zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy, umie postępować w stanach zagrożenia.K_K03
Metody dydaktyczne:
Ćwiczenia laboratoryjne w formie eksperymentalnej, wspólne rozwiązywanie zadań i problemów, dyskusja, wnioski z przeprowadzonych doświadczeń.
Treści programowe:
Zapoznanie się ze sprzętem oraz podstawowymi czynnościami laboratoryjnymi.
Analiza ilościowa:
Nastawianie miana roztworu kwasu solnego na naważkę boraksu.
Oznaczanie wodorotlenku sodu metodą miareczkowania
Oznaczanie zawartości kwasu salicylowego metodą miareczkowania.
Analiza jakościowa:
Analiza jakościowa wybranych kationów
Analiza jakościowa wybranych anionów
Analiza jakościowa mieszaniny wybranych kationów i anionów
Reakcje utleniania i redukcji
Nadtlenek wodoru jako utleniacz i reduktor.
Badanie wpływu pH na kierunek reakcji redoks.
Roztwory buforowe
Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia:
Pisemne sprawdziany w formie kolokwiów i/lub testów z zagadnień z głównych działów – pytania otwarte i zamknięte (80%).
Przygotowanie pisemnych sprawozdań z wykonanych zajęć (15%).
Ocena aktywności studenta na zajęciach (wykonanie ćwiczeń praktycznych, aktywność, umiejętność pracy w grupie) (5%).


OCENA NIEDOSTATECZNA
(W): Nie posiada podstawowej wiedzy z chemii ogólnej
(U): Nie posiada podstawowych umiejętności wykorzystywanych w pracy laboratoryjnej. Nie potrafi poprawnie używać sprzętu laboratoryjnego.
(K): Student nie angażuje się w proces kształcenia

OCENA DOSTATECZNA
(W): Student posiada podstawową wiedzę z chemii ogólnej
(U): Posiada podstawowe umiejętności wykorzystywane w pracy laboratoryjnej. Potrafi poprawnie używać sprzętu laboratoryjnego.
(K): Student angażuje się w proces kształcenia

OCENA DOBRA
(W): Wiedza studenta obejmuje całość wymaganego materiału ale może mieć pewne braki
(U): Posiada umiejętności wykorzystywane w pracy laboratoryjnej. Samodzielnie wykonuje podstawowe pomiary chemiczne.
(K): Student angażuje się w proces kształcenia

OCENA BARDZO DOBRA
(W): Student ma ugruntowaną i uporządkowaną wiedzę obejmującą całość wymaganego materiału, potrafi swobodnie z niej korzystać.
(U): Samodzielnie wykonuje podstawowe pomiary chemiczne oraz umiejętnie przeprowadza obserwacje i wyciąga samodzielnie wnioski
(K): Student wzorowo angażuje się w proces kształcenia
Literatura podstawowa i uzupełniająca:
1. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 2009.
2. Z. Sorbak, „Podstawy techniki laboratoryjnej”, Wyd. FOSZE, 2009.
3. Chemia analityczna. 1, Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa. Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko.
4. Chemia analityczna. 2, Chemiczne metody analizy ilościowej / Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko.

Fizykochemia układów biologicznych - ćwiczenia

Cele przedmiotu:
C1 Poznanie podstawowych procesów fizykochemicznych występujących w układach biologicznych
C2 Poznanie podstaw teoretycznych wybranych technik fizykochemicznych stosowanych w biotechnologii.
C3 Wdrażanie do samodzielnego wykonywania pomiarów fizykochemicznych
C4 Wdrażanie do samodzielnego przeprowadzania procesów fizykochemicznych oraz obserwacji ich efektów.
Wymagania wstępne:
W1 - Znajomość podstaw matematyki, chemii oraz fizyki
Efekty kształcenia:
WIEDZA
Student ma wiedzę z zakresu podstawowych procesów fizykochemicznych zachodzących w układach biologicznych, posługuje się metodami i pojęciami niezbędnymi do obserwacji, zrozumienia i interpretacji podstawowych zjawisk i procesów przyrodniczych - K_W03
Student posiada podstawową wiedzę z zakresu metod obliczeniowych właściwych do interpretacji zaobserwowanych zjawisk fizykochemicznych oraz wykonywanych doświadczeń - K_W04
Student zna podstawy funkcjonowania aparatury laboratoryjnej stosowanej podczas przeprowadzanych doświadczeń fizykochemicznych - K_W06
Student zna zasady bezpieczeństwa w pracy laboratoryjnej - K_W09

UMIEJĘTNOŚCI
Student potrafi planować i wykonywać badania i analizy fizykochemiczne związków chemicznych zawartych w układach biologicznych oraz analizować wypływające z nich wnioski - K_U02, K_U14, K_U16
Student stosuje wiedzę z zakresu fizykochemii granicy faz do opisu i interpretacji wybranych zjawisk przyrodniczych K_U15
Student poprawnie stosuje poznaną terminologie naukową – K_U02.
Student potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki eksperymentów, obserwacji i obliczeń teoretycznych, a także przedyskutować błędy pomiarowe – K_U14
Student umie przygotować raport na podstawie zebranych danych doświadczalnych– K_U17


KOMPETENCJE SPOŁECZNE (POSTAWY)
Student umie współdziałać i pracować w zespole laboratoryjnym – K_K02
Student umie zaplanować sobie pracę laboratoryjną zgodną z wytyczonym celami oraz przepisami BHP– K_K03, K_K06
Student jest otwarty na konieczność aktualizowania i pogłębiania wiedzy – K_K01
Student korzysta z konsultacji z kadrą akademicką – K_K04
Metody dydaktyczne:
ćwiczenia laboratoryjne, praca w grupach
Treści programowe:
Emulsje i koloidy. Micela. Budowa miceli. Koloidy odwracalne. Pęcznienie, koagulacja, peptyzacja. Koloidy liofilowe i liofobowe. Otrzymywanie emulsji, ich podział i właściwości. Emulgatory sztuczne i naturalne. Charakterystyka i podział emulgatorów. Współczynnik HLB. Oznaczanie typów emulsji. Trwałość emulsji.
Białka i aminokwasy. Amfoteryczne właściwości białek. Budowa i struktura białek. Czynniki wpływające na stabilność białek. Wykładnik pH. Roztwory buforowe. Pojemność buforowa. Wpływ pH roztworu na rozpuszczalność białek. pH i punkt izoelektryczny białka.
Lepkość i pomiar lepkości. Zależność lepkości od temperatury. Wyznaczanie pI białek za pomocą wiskozymetru typu U-rurka.
Związków powierzchniowo czynnych. Sztuczne i naturalne. Wyznaczanie krytycznego stężenia micelizacji metodą konduktometryczną. Czynniki fizykochemiczne wpływające na wartość krytycznego stężenia micelizacji.
Własności koligatywne roztworów. Osmoza.
Dializa i membrany półprzepuszczalne.
Zwilżalnie ciał stałych. Kąt zwilżania, Napięcie powierzchniowe i międzyfazowe. Badanie wpływu surfaktantów na szybkość zwilżania ciała stałego. Równanie Washburna.
Chemiczne i fizykochemiczne metody analizy. Pomiar pH - Pehametria. Analiza objętościowa. Analiza UV-VIS. Metody kalibracji. Regresja liniowa. Błędy w analizie jakościowej i ilościowej. Wybrane elementy statystyki i przedział ufności.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia:
ocena niedostateczna
(W) Student nie posiada podstawowej wiedzy na temat zjawisk i procesów fizykochemicznych wykorzystywanych w technikach pomiarowych i preparatyce laboratoryjnej wykorzystywanej w Biotechnologii.
(U) Student nie potrafi wykonać doświadczenia i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać podstawowego oznaczenia fizykochemicznego z zastosowaniem poznanych metod analitycznych.
(K) Nie stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Nie potrafi pracować w zespole. Nie uczestniczy w zajęciach.

ocena dostateczna
(W) Student posiada podstawową wiedzę na temat zjawisk i procesów fizykochemicznych wykorzystywanych w technikach pomiarowych i preparatyce laboratoryjnej stosowanej w Biotechnologii. Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
(U) Student potrafi wykonać doświadczenie i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać podstawowe oznaczenia fizykochemiczne z zastosowaniem poznanych metod analitycznych. Potrafi samodzielnie opracować otrzymane dane i je zinterpretować.
(K) Uczestniczy w wykonywaniu ćwiczeń. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium.

ocena dobra
(W) Student potrafi definiować zasady, prawa i pojęcia opisujące podstawowe zjawiska fizyczne i chemiczne zachodzące w przyrodzie . Student potrafi wykorzystać wiedzę o zjawiskach fizykochemicznych i zastosować wybrane techniki instrumentalne w analizie i preparatyce laboratoryjnej. Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
(U) Student potrafi sprawnie wykonać doświadczenie i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać oznaczenia fizykochemiczne z zastosowaniem poznanych metod analitycznych. . Potrafi wyciągać wnioski na podstawie obserwacji procesów fizykochemicznych. Potrafi opracować otrzymane dane, wyciągnąć wnioski oraz je przedyskutować w oparciu o posiadana wiedzę oraz dane literaturowe.
(K) Systematycznie uczestniczy w wykonywaniu ćwiczeń. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Potrafi pracować w zespole. Ma świadomość podnoszenia swoich kompetencji.

ocena bardzo dobra
(W) Student posiada pełną wiedzę na temat zasad, praw i pojęć opisujących podstawowe fizyczne i chemiczne zjawiska zachodzące w przyrodzie. Zna szerokie spektrum zastosowania poznanych zjawisk i procesów w analizie i preparatyce laboratoryjnej. Posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
(U) Student potrafi sprawnie wykonać doświadczenie i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać oznaczenia fizykochemiczne z zastosowaniem poznanych metod analitycznych. Sprawnie operuje fachowym językiem naukowym. Potrafi wykorzystać wiedzę chemiczną w badaniach biotechnologicznych. Potrafi wyciągać wnioski na podstawie obserwacji procesów fizykochemicznych. Potrafi opracować otrzymane dane, wyciągnąć wnioski oraz je przedyskutować w oparciu o posiadana wiedzę oraz dane literaturowe.
(K) Systematycznie i aktywnie uczestniczy w zajęciach. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Wykazuje dbałość o stanowisko pracy. Chętnie współpracuje przy wykonywaniu pomiarów analitycznych. Ma świadomość podnoszenia swoich kompetencji.


- kolokwia pisemne (60%)
- pisemne sprawozdania cząstkowe (40%)
- obecność na ćwiczeniach.
Literatura podstawowa i uzupełniająca:
Literatura podstawowa
L. Sobczyk, A. Kisza, Chemia fizyczna dla przyrodników, PWN, 1981
P. W. Atkins, Podstawy chemii fizycznej, PWN, Warszawa 1999
P.W. Atkins, Chemia Fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007
R. Brdicka, Podstawy chemii fizycznej, PWN, W-wa 1970
Literatura uzupełniajaca
Hans Sonntag, Koloidy, PWN, W-wa, 1982
A. Cygański, Chemiczne metody analizy objętościowej, WNT, Warszawa (1994)
A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, Wydawnictwo WNT 2014.
Lipiec T., Szmal Z.S., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, PZWL, W-wa 1988.
T. Kędryna, M. Gałka-Walczak, B. Ostrowska, Wybrane zagadnienia z biochemii ogólnej
z ćwiczeniami, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków (2001).
H. Jakubke, H. Jeschkeit, Aminokwasy, peptydy, białka, PWN, Warszawa (1982).
L. Stryer., Biochemia, PWN, Warszawa (1997).
J. Kączkowski, Podstawy biochemii, PWN, (2002).
H. L. Fieser, Chemia organiczna, PWN, Warszawa (1962).
E. T. Dutkiewicz, „Fizykochemia powierzchni”, WNT Warszawa, 1998, str. 13–75.
A. Marzec, „Chemia kosmetyków”, TNOiK SWU „Dom Organizatora” Toruń 2005, str. 99–110.
Z. Witkiewicz, „Podstawy chromatografii”, WNT Warszawa, 1995, str. 219–258.
A. Anastasiu, E. Jelescu, „Środki powierzchniowo czynne”, WNT Warszawa, 1973.
B. Jańczuk, Wykład z fizykochemii surfaktantów i biosurfaktantów
L. Hołysz, „Ćwiczenia laboratoryjne z fizykochemii granic faz, Wydawnictwo UMCS, Lublin, 2000, ćw. nr IX str. 131-158.