Sylabusy - Chemia II stopień - Instytut Chemii UPH

Transkrypt

Chemia
Studia
II stopnia
Spis treści:
1. Sylabusy z załącznikami
1.1. Moduły kierunkowe
1.2. Moduły specjalnościowe: chemia organiczna i stosowana
1.3. Moduły specjalnościowe: Podstawy fizykochemicznych metod analitycznych
2. Przedmioty magisterskie – dyplomowe
3. Standardy pracy magisterskiej i zasady odbywania egzaminu dyplomowego
2
2
30
69
108
114
Moduły
kierunkowe
2
Sylabus przedmiotu / modułu kształcenia
Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia:
Nazwa w języku angielskim:
Język wykładowy:
Chemia teoretyczna
Theoretical chemistry
polski
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany:
Jednostka realizująca:
chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej
Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny):
obowiązkowy
Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia):
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
pierwszy
Liczba punktów ECTS:
7
Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu:
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
W01
W02
W03
W04
Barbara Pezler
WIEDZA
Zna podstawowe metody ab-initio i półempiryczne stosowane w obliczeniach
kwantowomechanicznych.
Posiada wiedzę n/t sposobu rozwiązywania równania Schrodingera dla
układów periodycznych, oraz makromolekuł i oddziaływań.
Rozumie mechanizmy funkcjonowania mikroświata i ich związki ze
zjawiskami przebiegającymi w skali makro.
Wie na czym polega modelowanie molekularne
Symbol efektu
kierunkowego
K_W03, K_W11
K_W03, K_W010
K_W01, K_W05, K_W10
K_W03, K_W11
UMIEJĘTNOŚCI
U01
U02
U03
U04
Potrafi stworzyć model obliczeniowy dla danego układu, określając jego
geometrię, bazę funkcyjną oraz metodę obliczeniową.
Umie dokonywać obliczeń parametrów termodynamicznych w określonym
zespole statystycznym
Umie przewidywać właściwości oraz zachowanie się związków chemicznych
w różnych stanach skupienia.
Umie stosować teorię grup w chemii kwantowej i spektroskopii
K_U03, K_U11
K_U11
K_U05, K_U18
K_U18
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
K01
K02
K03
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania
w ramach samokształcenia
Rozumie potrzebę popularnego przedstawiania laikom wybranych osiągnięć
nowoczesnej chemii
Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach
obcych
Forma i typy zajęć:
K_K01
K_K05
K_K06
wykłady (45 godz.), ćwiczenia (30 godz.)
Wymagania wstępne i dodatkowe:
Zaliczenie kursów: Matematyka, Fizyka, Chemia kwantowa, Podstawy spektroskopii, Chemia fizyczna realizowanych
zgodnie ze standardami
Treści modułu kształcenia:
3
1. Podstawy teoretyczne metod ab initio i półempirycznych: metoda Hartree-Focka (HF), metoda pola
samouzgodnionego (SCF), bazy funkcyjne, warianty RHF i UHF.
2. Korelacja elektronów: granice dokładności przybliżenia jednoelektrodowego, korelacja statyczna i dynamiczna,
energia korelacji.
3. Mieszanie konfiguracji (CI), konfiguracja stanu podstawowego, konfiguracje wzbudzone, twierdzenie Brillouina
4. Metody wychodzące poza przybliżenie jednoelektrodowe: perturbacyjna metoda Møllera-Plesseta (MP), poprawki
MPn, metoda wiązań walencyjnych (VB), metoda sprzężonych klasterów (CC).
5. Teoria funkcjonału gęstości elektronowej (DFT): twierdzenie Hohenberga-Kohna, potencjał i energia wymiennokorelacyjna,
6. Oddziaływania międzycząsteczkowe na gruncie chemii kwantowej: energia oddziaływania, energia wiązania,
energia dysocjacji, energia elektrostatyczna, indukcyjna i dyspersyjna
7. Oddziaływania niespecyficzne i specyficzne, oddziaływania elektrostatyczne i odpychania walencyjnego,
oddziaływania koordynacyjne elektrono-donorowo-akceptorowe, wiązania wodorowe.
8. Kwantowo-mechaniczny opis układów o symetrii translacyjnej: funkcje Blocha, struktura pasmowa; izolatory,
półprzewodniki, metale.
9. Mechanika oraz dynamika molekularna – określanie struktury oraz zmian konformacyjnych makrocząsteczek, pola
siłowe, drgania normalne, energia drgań zerowych, termalizacja
10 Termodynamika statystyczna: rozkłady w statystyce klasycznej i kwantowej, pierwsza i druga zasada
termodynamiki, entropia, funkcje termodynamiczne
11 Termodynamika statystyczna w opisie zachowania układów gazowych i krystalicznych: własności
termodynamiczne gazu doskonałego, gazy niedoskonałe, teoria Debye’a ciepła właściwego ciał stałych, potencjał
chemiczny, reakcje chemiczne, prawo działania mas, trzecia zasada termodynamiki.
12. Termodynamika i kinetyka reakcji chemicznych na gruncie chemii kwantowej: hiperpowierzchnia energii
potencjalnej, trajektoria największego spadku, hamiltonian drogi reakcji, etapy reakcji
13. Przewidywanie charakterystyk widmowych metodami mechaniki kwantowej: widma rotacyjne i oscylacyjne w
ujęciu mechaniki kwantowej, widma ramanowskie, widma elektronowe.
14. Zastosowania teorii grup w chemii kwantowej: klasy elementów grupy, reprezentacje grupy, charaktery
reprezentacji, baza reprezentacji, rozkład funkcji na funkcje, bazy reprezentacji nieprzywiedlnych
15. Zastosowania teorii grup w spektroskopii molekularnej: reguły wyboru dla przejść elektronowych, reguły wyboru
w widmach w podczerwieni i Ramana
Literatura podstawowa:
1. L. Piela, Idee chemii kwantowej, PWN, Warszawa, 2003.
2. K. Gumiński, P. Petelenz, Elementy chemii teoretycznej, PWN, Warszawa 1989
3. R. F. Nalewajski, Podstawy i metody chemii kwantowej: wykłady. PWN, Warszawa 2001.
4. A. Gołębiewski, Elementy mechaniki i chemii kwantowej, PWN, Warszawa, 1982 i wydania późniejsze.
5. H. Buchowski, Elementy termodynamiki statystycznej, WNT, Warszawa 1998
Literatura dodatkowa:
1. L.D. Landau, J.M. Lifszyc, Mechanika kwantowa. Teoria nierelatywistyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 2012.
2. H. Haken, H.Ch. Wolf, Atomy i kwanty. Wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej, PWN, Warszawa,
2002
3. H. Haken, H.Ch. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej, PWN, Warszawa 1998
Planowane formy/działania/metody dydaktyczne:
wykład tradycyjny wspomagany technikami multimedialnymi,
ćwiczenia rachunkowe
Sposoby weryfikacji efektów kształcenia osiąganych przez studenta:
Efekty kształcenia U01-U04 będą sprawdzane na kolokwium.
Efekty W01-W04 będą sprawdzane na egzaminie.
Forma i warunki zaliczenia:
Zaliczenie ćwiczeń - kolokwium 25 pkt (6-8 zadań)
Egzamin pisemny: 5 pytań otwartych po 5 pkt. Łącznie 25 pkt
0-12.5 (0-50%) – 2;
13.0-15.0 (51-60%) – 3;
15.5-17.5 (61-70%) – 3.5;
18.0-20.0 (71-80%) – 4;
20.5-22.5 (81-90%) – 4.5;
23.0 -25.0 (91-100%) – 5.
4
Bilans punktów ECTS:
Aktywność
Obciążenie studenta
udział w wykładach
45 godz.
udział w ćwiczeniach
30 godz.
udział w konsultacjach
5 godz.
samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń
15 godz.
samodzielne przygotowanie się do kolokwiów
20 godz.
przygotowanie się i udział w egzaminie
35 godz.
sumaryczne obciążenie pracą studenta
150 godz.
6 ECTS
Punkty ECTS za przedmiot
Załącznik do Sylabusa: Chemia Teoretyczna
Przykładowe pytania i zadania sprawdzające zakładane efekty kształcenia
WIEDZA
W01 Student Zna podstawowe
metody ab-initio i
półempiryczne stosowane w
obliczeniach
kwantowomechanicznych
Przykładowe pytania
 Jakie metody obliczeniowe i w jaki sposób pozwalają uwzględnić korelację
elektronów?
 Jakie przybliżenia stosuje się w metodach półempirycznych?
 Czym jest korelacja elektronowa? Dlaczego HF nie uwzględnia korelacji?
egzamin
W02 Student Posiada wiedzę
n/t sposobu rozwiązywania
równania Schrodingera dla
układów periodycznych, oraz
makromolekuł i oddziaływań.
 W jaki sposób w oddziaływaniach międzymolekularnych przejawia się
korelacja elektronów?
 Jak powstaje wiązanie wodorowe? Jakie oddziaływania mają udział w
tworzeniu wiązania wodorowego?
 Zdefiniuj kryształ idealny, sieć prostą, pierwszą strefę Brillouina.
egzamin
W03 Student Rozumie
mechanizmy funkcjonowania  Czym jest przestrzeń fazowa, stan mikro, stan makro?
mikroświata i ich związki ze
 W jakich sytuacjach stosuje się rozkłady Boltzmanna i Maxwella?
zjawiskami przebiegającymi w  Czym jest prawdopodobieństwo termodynamiczne? Jaki ma związek z
entropią?
skali makro.
 Jakie parametry termodynamiczne i potencjały charakteryzują zespół
kanoniczny?
egzamin
W04 Student Wie na czym
polega modelowanie
molekularne
egzamin
 Scharakteryzuj metodę mechaniki molekularnej. Podaj zastosowania tej
metody oraz jej zalety i wady.
 Czym jest baza funkcyjna? Jakie są rodzaje baz funkcyjnych i typy funkcji
bazowych?
 Omów postać i własności wyznacznika Slatera
UMIEJĘTNOŚCI
U01 Student Potrafi stworzyć
model obliczeniowy dla
+
 Utwórz wyznacznik Slatera dla kationu B wykorzystując bazę minimalną.
 Podaj wyrażenia na orbitale wodoropodobne oraz orbitale Slatera dla
5
danego układu, określając
jego geometrię, bazę
funkcyjną oraz metodę
obliczeniową.
atomów: Be, B, N.
 Utwórz macierz współrzędnych względnych (Z-matrix) dla cząsteczki
gliceryny.
kolokwium
U02 Student Umie dokonywać
obliczeń parametrów
termodynamicznych w
określonym zespole
statystycznym
kolokwium
 Układ może znajdować się w 6 stanach o energiach: 0, , , , 2, 2. Oblicz
średnią energię układu w temperaturze T.
 Oblicz średnią prędkość cząsteczek tlenu w temperaturze 100ºC. W jakiej
temp. osiągną taką prędkość cząsteczki wodoru?
 Układ składa się z trzech fermionów. Każdy fermion może przebywać w
jednym z pięciu stanów kwantowych o energiach: 1, 2, 3, 4, 5. Wypisz
wszystkie mikrostany {n1,n2,n3,n4,n5} układu oraz wyznacz sumę statystyczną
Z.
U03 Student Umie
przewidywać właściwości oraz
zachowanie się związków
 Znajdź energię -elektronową oraz energię delokalizacji dla rodnika
allilowego.
chemicznych w różnych

Przedstaw teorię pasmową przewodników, półprzewodników, izolatorów.
stanach skupienia.
 Na czym polega kondensacja Bosego-Einsteina?
kolokwium
U04 Student Umie stosować
teorię grup w chemii
kwantowej i spektroskopii
kolokwium
 Określ reprezentację redukowalną, której bazę stanowią wektory
przedstawiające wiązania sigma w cząsteczce SO3 – grupa punktowa D3h
oraz typ hybrydyzacji orbitali siarki w tej cząsteczce.
 Stosując teorię grup rozważ, które drgania cząsteczki wody są aktywne w IR,
a które w spektroskopii Ramana.
K01 Student Zna ograniczenia
własnej wiedzy i rozumie
potrzebę samodzielnego
kształcenia.
egzamin
 Jakie błędy związane są ze stosowaniem metody Hartree-Focka?
 Na czym polega przybliżenie jednoelektronowe. Kiedy jest stosowane? Jakie
są konsekwencje stosowania PJ?
 Jaką postać ma operator opisujący oddziaływania międzycząsteczkowe? Na
czym polega rozwinięcie multipolowe?
K02 Student Rozumie potrzebę
popularnego przedstawiania
 Na czym polega oddziaływanie dwóch niepolarnych cząsteczek?
laikom wybranych osiągnięć
 Scharakteryzuj momenty multipolowe cząsteczki: azotu, chlorowodoru,
nowoczesnej chemii
dwutlenku węgla, wody.
 Na czym polega statystyczny opis układu (np. gazu)?
egzamin
K03 Student Potrafi
samodzielnie wyszukiwać
informacje w literaturze, także
w językach obcych
egzamin
 Rozwiń i wyjaśnij skrót: LCAO MO
 Zinterpretuj poniższy cytat
”In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems
in applied mathematics”.(Eyring, Walter, & Kimball, 1944)
6
Język wykładowy:
Analiza Instrumentalna I
Instrumental analysis I
polski
chemia
Instytut Chemii – Zakład Chemii Analitycznej
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy/drugi
drugi/trzeci
7
Symbol
efektu
AI1_W01
AI1_W02
AI1_W03
AI1_W04
AI1_W05
Bronisław K. Głód
Efekty kształcenia
WIEDZA
Student zna i rozumie podstawy analizy instrumentalnej oraz metod
przygotowania próbki (jej reprezentatywność, ekstrakcja, krystalizacja,
odparowanie, filtracja, elektrofiltracja, destylacja, mineralizacja próbek roślinnych i
zwierzęcych, ekstrakcja do ciała stałego, chromatografia, przygotowanie próbek
biologicznych, ultrawirowanie, liofilizacja).
Zna i rozumie podstawowe techniki pomiarów analitycznych, etapy oznaczenia,
walidacji metody, kalibracji instrumentu, zastosowanie standardów, statystyczną
ocenę wyników, porównawcze oznaczenia przy pomocy kilka metod
instrumentalnych, analizę niepewności, błędy pomiarów, rozkłady i ich kwantyle,
znaczenie badań międzylaboratoryjnych, materiałów referencyjnych, akredytacji
laboratoriów, pojęcia kalibracji, korelacji, regresji liniowej, naboru i obróbki danych,
filtracji oraz wygładzania.
Zna i rozumie podstawowe prawa fizyczne i elektroanalityczne metody badań
(woltamperometryczne, potencjometryczne, kulometryczne, konduktometryczne,
polarografii prądu stałego i zmiennego oraz elektroforetyczne.
Zna i rozumie podstawowe prawa fizyczne i zastosowania chromatografii i technik
pokrewnych (chromatografia gazowa i cieczowa, wysokosprawna chromatografia
cieczowa, chromatografia jonowa, chromatografia nadkrytyczna, elektroforeza,
techniki łączone).
Zna i rozumie podstawy metod radiometrycznych, termoanalizy, analizy
technicznej, w przepływie, mikroskopii, metod optycznych.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01 K_W02
K_W04 K_W05
K_W06 K_W07
K_W10 K_W13
K_W01 K_W08
KW_01 K_W08
K_W01 K_W08
UMIEJĘTNOŚCI
AI1_U01
AI1_U02
AI1_U03
AI1_U04
AI1_U05
Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów w jakościowej i ilościowej analizie
chemicznej.
Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów w badaniach fizykochemicznych badanych
układów.
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się
bezpośrednio z procesem chromatograficznym.
bezpośrednio z procesem elektrochemicznym i podwójną warstwą elektryczną.
K_U01 K_U02
K_U05 K_U06
K_U01 K_U02
K_U10 K_U12
K_U08 K_U10
Potrafi wykonać podstawowe obliczenia chemiczne i statystyczne oceny
niepewności pomiarów.
K_U17 K_U20
K_U21
K_U12 K_U19
7
AI1_K01
AI1_K02
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.
K_K01, K_K02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii
analitycznej.
K_K05, K_K07
wykład (30 godz.), laboratorium (45 godz.)
Znajomość podstaw chemii ogólnej, fizyki, chemii fizycznej, analizy jakościowej i ilościowej w zakresach
przyjętych w standardach kształcenia dla tych przedmiotów.
1. Podstawy i historia analizy instrumentalnej,
2. Metody przygotowania próbki (jej reprezentatywność), ekstrakcja, krystalizacja, odparowanie, filtracja,
elektrofiltracja, destylacja,
3. Mineralizacja próbek roślinnych i zwierzęcych,
4. Ekstrakcja do ciała stałego, chromatografia,
5. Przygotowanie próbek biologicznych, ultrawirowanie, liofilizacja,
6. Etapy oznaczenia, walidacja metody, kalibracja instrumentu, zastosowanie standardów, statystyczna ocena
wyników, porównawcze oznaczenia przy pomocy kilka metod instrumentalnych,
7. Analiza niepewności, błędy pomiarów,
8. Rozkłady i ich kwantyle,
9. Badania międzylaboratoryjne, materiały referencyjne, akredytacja laboratoriów,
10. Kalibracja, korelacja, regresja liniowa,
11. Nabór i obróbka danych, filtracja, wygładzanie,
12. Metody optyczne (refraktometria, interferometria, polarymetria, elipsometria, nefelometria, turbidometria,
14. Elektrochemiczne metody: prawa fizyczne, metody woltamperometryczne, potencjometria, kulometria,
konduktometria, polarografia prądu stałego i zmiennego, elektrody jonoselektywne i elektroforeza,
15. Metody chromatograficzne: prawa fizyczne, chromatografia gazowa i cieczowa, wysokosprawna
chromatografia cieczowa, chromatografia jonowa, chromatografia nadkrytyczna i techniki łączone,
16. Inne metody: radiometryczna, termoanaliza, analiza automatyczna i czujniki analityczne (sensory),
17. Analiza techniczna, w przepływie, mikroskopia.
1. D. Kealey, P.J. Haines, Chemia analityczna, PWN, W-wa 2005;
2. R. Kocjan, Chemia analityczna I, PZWL, W-wa 2004;
3. A. Hulanicki, Współczesna chemia analityczna. Wybrane zagadnienia, PWN, W-wa 2001;
4. Z. Szmal, T Lipiec, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej; Podręcznik dla studentów
farmacji, PZWL, W-wa 1988
5. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, 1998.
6. A. Cyganski, Podstawy metod elektroanalitycznych, WNT, 1999.
1. W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa, 2004.
2. Z. Witkiewicz, Podstawy chromatografii, WNT, Warszawa, 2003.
3. A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, Warszawa, 2002.
4. G. W. Ewing, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 1980.
5. Z. Minczewski, Z. Marczenko, Analiza instrumentalna, PWN, Warszawa, 2009.
6. B.K. Głód, P. Piszcz, Wysokosprawna chromatografia cieczowa: Podstawy teoretyczne, Wydawnictwo
Akademii Podlaskiej, Siedlce 2007, wydanie drugie Siedlce 2009.
Wspomagany technikami multimedialnymi wykład, słowna metoda problemowa, dyskusja, eksperyment
laboratoryjny, obliczenia chemiczne.
Efekty AI1_W01 ÷ AI1_W05, AI1_K01 oraz AI1_K02 sprawdzane będą podczas kolokwiów wejściowych oraz
działowych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych. Całość efektów kształcenia będzie sprawdzana na końcowym
kolokwium pisemnym zaliczającym przedmiot.
8
Warunki uzyskania zaliczenia przedmiotu:
Warunkiem zaliczenia Laboratorium z Analizy Instrumentalnej I jest:
1. Zaliczenie kolokwiów wejściowych związanych z każdym ćwiczeniem,
2. Wykonanie wszystkich ćwiczeń przewidzianych programem Laboratorium,
3. Zaliczenie sprawozdań z wszystkich ćwiczeń,
4. Zaliczenie kolokwiów działowych z treści przedmiotowych Laboratorium.
Zaliczenie Laboratorium jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do końcowego kolokwium z
treści wykładowych przedmiotu. W przypadku niezaliczenia jednego (lub obu) kolokwiów działowych przewidziane
jest, bezpośrednio przed sesją letnią, jednorazowe kolokwium poprawkowe uwzględniająca całość treści
programowych związanych z Laboratorium. Dwa kolejne kolokwia poprawkowe będą miały miejsce w trakcie sesji
egzaminacyjnej, odpowiednio przed pierwszym i drugim terminem kolokwium zaliczającego całość przedmiotu.
Obejmujący treści wykładowe pisemne kolokwium końcowe z przedmiotu (10 pytań punktowanych po 1 punkcie
każde) będzie oceniane zgodnie z poniższą Tabelą:
Przedział punktacji/ocena: <5 ndst, > 5 dost, > 6 dost+, >7 db, > 8 db+, >9 bdb
Aktywność
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych
45 godz.
Udział w wykładach
Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń
laboratoryjnych + opracowanie sprawozdań z
wykonanych ćwiczeń
Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów działowych
związanych z treściami laboratoryjnymi
Przygotowanie się do egzaminu końcowego
30 godz.
Sumaryczne obciążenie pracą studenta
175 godz.
Załącznik do Sylabusa:
25 godz.
30 godz.
45 godz.
7
AI1_W01
Student zna i rozumie podstawy analizy instrumentalnej oraz metod przygotowania próbki (jej reprezentatywność,
ekstrakcja, krystalizacja, odparowanie, filtracja, elektrofiltracja, destylacja, mineralizacja próbek roślinnych i
zwierzęcych, ekstrakcja do ciała stałego, chromatografia, przygotowanie próbek biologicznych, ultrawirowanie,
liofilizacja).
1. Wymień najważniejsze cele przygotowania próbki.
2. Czym się różnią mikrofale od ultradźwięków oraz wspomaganie przez nie procesu ekstrakcji.
AI1_W02
Zna i rozumie podstawowe techniki pomiarów analitycznych, etapy oznaczenia, walidacji
instrumentu, zastosowanie standardów, statystyczną ocenę wyników, porównawcze oznaczenia
metod instrumentalnych, analizę niepewności, błędy pomiarów, rozkłady i ich kwantyle,
międzylaboratoryjnych, materiałów referencyjnych, akredytacji laboratoriów, pojęcia kalibracji,
liniowej, naboru i obróbki danych, filtracji oraz wygładzania.
1. Proszę omówić istotę analizy specjacyjnej.
2. Wyjaśnij różnicę między błędem, a niepewnością pomiaru.
metody, kalibracji
przy pomocy kilka
znaczenie badań
korelacji, regresji
AI1_W03
Zna i rozumie podstawowe prawa fizyczne i elektroanalityczne metody badań (woltamperometryczne,
potencjometryczne, kulometryczne, konduktometryczne, polarografii prądu stałego i zmiennego oraz
elektroforetyczne.
1. Co to jest elektroda redoks?
2. Jak wpływa pH na retencję kwasów tłuszczowych rozdzielanych za pomocą elektroforezy kapilarnej?
AI1_W04
9
Zna i rozumie podstawowe prawa fizyczne i zastosowania chromatografii i technik pokrewnych (chromatografia
gazowa i cieczowa, wysokosprawna chromatografia cieczowa, chromatografia jonowa, chromatografia nadkrytyczna,
elektroforeza, techniki łączone).
1. Przedyskutuj czym różnią się pomiary (wielkość sygnału, czułość itp.) woltametryczne od detekcji
elektrochemicznej w HPLC.
2. Omów jak wpływa temperatura na sprawność rozdzielania w elektroforezie kapilarnej.
AI1_W05
Zna i rozumie podstawy metod radiometrycznych, termoanalizy, analizy technicznej, w przepływie, mikroskopii, metod
optycznych.
1. Proszę omówić kiedy stosuje się jonizację elektronami (EI), a kiedy jonizację za pomocą elektrorozpylania
(ESI) w spektrometrii mas.
2. Proszę wyjaśnić podstawowe różnice między spektroskopią atomową a cząsteczkową.
AI1_U01
Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów w jakościowej i ilościowej analizie chemicznej.
1. Proszę wyjaśnić różnicę między czułością a progiem wykrywalności.
2. Proszę omówić analizę ilościową za pomocą krzywej kalibracyjnej oraz wzorca wewnętrznego i
zewnętrznego.
AI1_U02
Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów w badaniach fizykochemicznych badanych układów.
1. Proszę omówić możliwość zastosowania HPLC do oznaczania stałych kompleksowania przez cyklodekstryny.
2. Omów kiedy izoterma van’t Hoffa jest nieliniowa.
AI1_U03
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się bezpośrednio z procesem
chromatograficznym.
1. Czym różni się adsorpcja od hydrofobowej adsorpcji?
2. Podaj równania van Deemtera i Purnella oraz warunki przy jakich zostały one wyprowadzone.
AI1_U04
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się bezpośrednio z procesem
elektrochemicznym i podwójną warstwą elektryczną.
1. Podaj kryteria odwracalności procesu elektrodowego.
2. Spadek potencjału na elektrodzie węglowej, zanurzonej w 100 mM buforze fosforanowym pH 7, wynosi 1 V.
Jakiego rzędu wielkości jest natężenie pola elektrycznego w obrębie warstwy sztywnej [V/cm]?
AI1_U05
Potrafi wykonać podstawowe obliczenia chemiczne i statystyczne oceny niepewności pomiarów.
1. Krótko opisz metody typu A i B szacowania niepewności.
2. Co opisuje współczynnik rozszerzenia niepewności pomiarowej?
AI1_K01
1. Proszę opisać i porównać główne zalety i ograniczenia ekstrakcji oraz chromatografii płynowej.
AI1_K02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii analitycznej.
1. Porównaj, pod względem użytkowym, chromatografię gazową z cieczową uwzględniając kolejność
przyczynowo-skutkową.
2. Proszę wyjaśnić różnice między chromatografią jonową, jonowymienną i jonowykluczającą.
10
Język wykładowy:
Analiza instrumentalna II
Instrumental analysis II
polski
chemia
Instytut Chemii – Katedra Chemii Nieorganicznej
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
drugi
5
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
AI2_W01
AI2_W02
AI2_W03
AI2_W04
AI2_W05
Prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz
WIEDZA
Student zna i rozumie naturę i podstawowe własności promieniowania
elektromagnetycznego ze szczególnym uwzględnieniem zakresu UV-VIS oraz
zasady opisujące oddziaływanie materii z promieniowaniem elektromagnetycznym
z zakresu UV-VIS.
Zna i rozumie podstawowe techniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS z
uwzględnieniem głównych ograniczeń metodycznych tego typu pomiarów.
Zna i rozumie podstawowe reguły absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii UV-VIS,
w tym relacje pomiędzy strukturą związków chemicznych a ich właściwościami
spektroskopowymi.
Zna i rozumie podstawowe zastosowania absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii
UV-VIS zarówno w kontekście użycia tych metod w badaniach właściwości
fizykochemicznych materii jak i w ilościowej i jakościowej analizie chemicznej.
Zna i rozumie podstawowe procesy zachodzące z udziałem stanów wzbudzonych
oraz reguły rządzące tymi procesami.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01, K_W02
K_W04, K_W05
K_W06, K_W07
K_W01, K_W08
KW_01, K_W08
UMIEJĘTNOŚCI
AI2_U01
AI2_U02
AI2_U03
AI2_U04
AI2_U05
Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS w jakościowej i
ilościowej analizie chemicznej
Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS w
fizykochemicznej analizie badanych układów.
bezpośrednio z absorpcyjną i emisyjną spektroskopią UV-VIS.
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące
właściwości spektroskopowe związków chemicznych z ich strukturą elektronową.
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania wiążące
podstawowe właściwości stanów wzbudzonych z naturą substancji chemicznych.
K_U01, K_U02
K_U07, K_U09
K_U01, K_U02
K_U07, K_U09
K_U04, K_U05
K_U04, K_U12
K_U04, K_U12
AI2_K01
AI2_K02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień oddziaływania
promieniowania elektromagnetycznego w zakresie UV-VIS z materią.
K_K01, K_K02
K_K05, K_K07
11
Znajomość podstaw chemii nieorganicznej, chemii organicznej, chemii fizycznej oraz chemii teoretycznej w
zakresach przyjętych w standardach kształcenia dla tych przedmiotów.
A. Teoretyczne podstawy absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii UV-VIS.
1. Natura i cechy promieniowania elektromagnetycznego.
fluorescencja i fosforescencja) promieniowania UV-VIS.
Absorpcja
i
emisja
(luminescencja,
2. Przybliżenie Borna-Opennheimera. Reguła Francka-Condona. Klasyfikacja przejść elektronowych.
Reguły wyboru i prawdopodobieństwa przejść elektronowych. Parametry pasm spektralnych.
3. Diagram Jabłońskiego. Reguła Kashy.
4. Procesy promienistej i bezpromienistej dezaktywacji stanów wzbudzonych.
5. Spektroskopia UV-VIS z udziałem światła spolaryzowanego. Dichroizm kołowy i magnetyczny dichroizm
kołowy.
B.
Praktyka absorpcyjnych i emisyjnych pomiarów UV-VIS.
1. Metodyka absorpcyjnych pomiarów spektroskopowych.
2. Metodyka emisyjnych pomiarów spektroskopowych – pomiary stacjonarne.
3. Metodyka emisyjnych pomiarów spektroskopowych – pomiary czasowo-rozdzielcze.
4. Zastosowania absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii UV-VIS w badaniach natury i reaktywności stanów
wzbudzonych.
5. Metodyka analitycznych oznaczeń spektrofotometrycznych.
1.
2.
3.
4.
5.
Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, 1998.
A. Cyganski, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, 2002.
Z. Marczenko, M. Balcerzak, Spektrofotometryczne metody w analizie nieorganicznej, PWN, 1998.
P. Suppan, Chemia i światło, PWN, 1997.
S. Paszyc, Podstawy fotochemii, PWN, 1992.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
M.J.K. Thomas, D.J. Ando, Ultraviolet and Visible Spectroscopy: Analytical Chemistry by Open Learning,
John Wiley & Sons, 1996.
T. Oven, Fundamentals of modern UV-visible spectroscopy, A Primer, Agilent Technologies, 2000.
Spectroscopic Methods of Analysis - Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, in Encyclopedia of
Pharmaceutical Technology by R. Raghavan, J.C. Joseph, Marcel Dekker, 2002.
M.G. Gore, Spectrophotometry and Spectrofluorimetry: A Practical Approach, Oxford University Press, 2000.
J.R. Lakowicz, Principles of fluorescence spectroscopy, Kluwer Academic/Plenum Publisher, 1999
M. Klessinger, J. Michl, Excited States and Photochemistry of Organic Molecules, VCH, 1995
B. Valeur, Molecular Fluorescence. Principles and Application, Wiley-VCH, 2002
A. Rodger, B. Norden, Circular Dichroism and Linear Dichroism, Oxford University Press, 1997.
N. Berova, K. Nakanishi, R.W. Woody, Circular Dichroism: Principles and Applications, John Wiley & Sons,
2000.
Wspomagany technikami multimedialnymi wykład, ćwiczenia laboratoryjne
12
Efekty AI2_W01, AI2_W02, AI2_U01, AI2_U02, AI2_K01 oraz AI2_K02 sprawdzane będą podczas kolokwiów
wejściowych oraz działowych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych. Efekty AI2_W03 - AI2_W05 oraz AI2_U03 AI2_U05 sprawdzane będą podczas kolokwiów działowych z treści wykładowych. Całość efektów kształcenia
będzie sprawdzana na końcowym kolokwium pisemnym zaliczającym przedmiot.
Warunkiem zaliczenia Laboratorium z analizy instrumentalnej II jest
1. Zaliczenie kolokwiów wejściowych związanych z każdym ćwiczeniem
2. Wykonanie wszystkich ćwiczeń przewidzianych programem Laboratorium
3. Zaliczenie sprawozdań z wszystkich ćwiczeń
Zaliczenie Laboratorium jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do końcowego kolokwium z
treści wykładowych przedmiotu. W przypadku niezaliczenia jednego (lub obu) kolokwiów działowych
przewidziane jest, bezpośrednio przed sesją letnią, jednorazowe kolokwium poprawkowe uwzględniająca całość
treści programowych związanych z Laboratorium. Dwa kolejne kolokwia poprawkowe będą miały miejsce w
trakcie sesji egzaminacyjnej, odpowiednio przed pierwszym i drugim terminem kolokwium zaliczającego całość
przedmiotu.
Obejmujący treści wykładowe pisemne kolokwium końcowe z przedmiotu (10 pytań punktowanych po 2 punkty
każde) będzie oceniane zgodnie z poniższą tabela. Zaliczenie dwóch kolokwiów działowych obejmujących
materiał wykładu nie jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do końcowego kolokwium
zaliczającego przedmiot, może być natomiast podstawą do zwolnienia studenta z jego zdawania (pod
warunkiem zaliczenia Laboratorium przed rozpoczęciem sesji letniej).
Przedział punktacji
Ocena
< 10
2,0
> 10
3,0
> 12
3,5
> 14
4,0
> 16
4,5
> 18
5,0
Aktywność
związanych z treściami wykładowymi
45 godz.
25 godz.
10 godz.
15 godz.
10 godz.
20 godz.
125 godz.
5 ECTS
Analiza instrumentalna II - przykłady pytań sprawdzających efekty kształcenia
Wiedza:
AI2_W01: Student zna i rozumie naturę i podstawowe własności promieniowania elektromagnetycznego ze
szczególnym uwzględnieniem zakresu UV-VIS oraz zasady opisujące oddziaływanie materii z promieniowaniem
elektromagnetycznym z zakresu UV-VIS.
Zmierzone dla temperatury T = 0 C współczynniki załamania światła dla wody w stanach ciekłym oraz stałym
wynoszą odpowiednio 1.33 oraz 1.30. W którym z powyżej wymienionych ośrodków szybkość przechodzącego
światła o długość fali równej 520 nm będzie większa.
13
Jakie zjawisko opisują modele Rayleigha-Jonesa, Wiena oraz Plancka?Omówić jakie są podstawowe różnice
pomiędzy tymi modelami?
Substancja X charakteryzuje się obecnością dwóch szerokich i średnio intensywnych pasm absorbcji
4
(współczynniki molowe absorbcji ca. 10 M cm ) zlokalizowanych przy 520 oraz 600 nm. Podać jakich
kolorów można oczekiwać dla rozcieńczonych oraz stężonych roztworów tej substancji. Zakładając niewielkie
przesunięcie Stokesa pomiędzy procesami absorbcji oraz emisji podać jakich kolorów można oczekiwać dla
fluorescencji obu powyżej wzmiankowanych roztworów substancji X.
Substancja X charakteryzuje się obecnością dwóch szerokich i średnio intensywnych pasm
4
absorbcji(współczynniki molowe absorbcji ca. 10 M cm ) zlokalizowanych przy 520 oraz 600 nm. Podać
jakich kolorów można oczekiwać dla rozcieńczonych oraz stężonych roztworów tej substancji. Zakładając
niewielkie przesunięcie Stokesa pomiędzy procesami absorbcji oraz emisji podać jakich kolorów można
oczekiwać dla fluorescencji obu powyżej wzmiankowanych roztworów substancji X.
Omówić regułę Francka-Condona oraz wynikające z niej „konsekwencje spektroskopowe”.
Przedyskutować podstawowe procesy rozważane w ramach diagramu Jabłońskiego.
Podać w jakiej skali czasu zachodzą procesy rozważane w ramach diagramu Jabłońskiego.
W atomowej spektroskopii emisyjnej obserwuje się emisję w postaci dyskretnych linii przy różnych długościach
fali, podczas gdy emisja molekuł na ogół charakteryzuje się obecnością jednego szerokiego pasma. Podać
możliwą przyczynę obserwowanych różnic.
2+
Dla oktaedrycznych kompleksów jonów metali przejściowych typu ML6 obserwuje się na ogół znikomo małe
intensywności pasm absorbcyjnychodpowiadających przejściom pomiędzy orbitalami d. Jakich zmian w
intensywności tych przejść można oczekiwać (w zależności od struktury możliwych izomerów) dla kompleksów
2+
typu ML4X2 otrzymywanych w reakcjach wymiany liganda L na ligand X?
AI2_W02: Student zna i rozumie podstawowe techniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS z uwzględnieniem
głównych ograniczeń metodycznych tego typu pomiarów.
Wyjaśnić pojęcia: (1) widmo absorbcji, (2) widmo absorbcji przejściowej, (3) widmo wzbudzenia oraz (4) widmo
emisji.
Zdefiniować pojęcia punku izoabsorbcyjnego oraz izozbestycznego.
Omówić, podając główne wady i zalety, trzy podstawowe typy rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych
w spektrofotometrach absorpcyjnych UV-VIS.
Omówić, podając główne wady i zalety, trzy podstawowe typy rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych
w spektrofotometrach emisyjnych do pomiarów czasów życia emisji.
Precyzja pomiarów absorpcyjnych UV-VIS zależy od mierzonego zakresu wartości absorbancji. Podać
podstawowe przyczyny powodujące błędy pomiarowe w przypadkach pomiarów małych (poniżej 0.01) oraz
dużych (powyżej 2-3) wartości absorbancji.
AI2_W03: Student zna i rozumie podstawowe reguły absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii UV-VIS, w tym relacje
pomiędzy strukturą związków chemicznych a ich właściwościami spektroskopowymi.
Podać jakich zmian właściwości emisyjnych można oczekiwać dla stanów wzbudzonych cząsteczek
węglowodorów aromatycznych w których jeden z atomów wodoru zastąpiono atomem chlorowca.
Omówić podstawowe różnice pomiędzy stanami wzbudzonymi typu LA oraz LB.
Badając procesy emisji molekuły M stwierdzono, że w niepolarnym rozpuszczalniku A wartość wydajności
przyczyny obserwowanego efektu rozpuszczalnikowego.
AI2_W04: Student zna i rozumie podstawowe zastosowania absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii UV-VIS zarówno w
kontekście użycia tych metod w badaniach właściwości fizykochemicznych materii jak i w ilościowej i jakościowej
analizie chemicznej.
14
Podczas syntezy związku X stwierdzono, że występuje on w dwóch izomerach optycznych. Podczas próby
wydzielenia izomerów związku X otrzymano dwie frakcje charakteryzujące się skręcalnościami optycznymi
równymi odpowiednio +120
. Skomentować powyższy wynik.
Organiczna substancja Y temperaturze pokojowej emituje ona przy długości fali 420 nm z wydajnością
kwantową równą 0.15. Podczas badania wpływu temperatury na właściwości emisyjne tej substancji
stwierdzono (przy obniżeniu temperatury badanej próbki z 20 C do 77 K) zmianę całkowitej intensywności
emitowanego przez tą substancję światła wraz z pojawieniem się dodatkowego pasma przy długości fali 620
nm, przy czym integralna intensywność pasma w obszarze krótkofalowym wzrosła ze 100 do 200 jednostek
umownych a integralna intensywność pasma pojawiającego się w obszarze długofalowym wyniosła 400
jednostek umownych. Na podstawie tych danych (zakładając brak wpływu temperatury na absorbancję badanej
próbki) obliczyć wydajności kwantowe luminescencji, fluorescencji oraz fosforescencji substancji Y w
temperaturze 77 K.
Widmo UV-VIS benzenu charakteryzuje się obecnością dwóch pasm absorpcyjnych przy 204 i 254 nm.
Rejestrując widma UV-VIS aniliny oraz fenolu obserwuje się natomiast zmianę położenia pasm absorpcyjnych
w zależności od pH roztworu. W przypadku aniliny w roztworach kwaśnych pierwsze i drugie pasmo absorbcji
zlokalizowane są odpowiednio przy 205 i 254 nm, podczas gdy w roztworach zasadowych przy 230 i 280 nm.
Fenol absorbuje przy 211 i 270 nm (roztwory kwaśne) oraz 235 oraz 287 (roztwory zasadowe). Na podstawie
tych danych oszacować położenie pasm absorpcji UV-VIS dla m-aminofenolu w roztworach o niskich i wysokich
wartościach pH.
AI2_W05: Student zna i rozumie podstawowe procesy zachodzące z udziałem stanów wzbudzonych oraz reguły
rządzące tymi procesami.
Wartość dipolowych momentów przejścia dla emisji (zachodzącej przy długości fali = 600 nm) oraz dla emisji
(zachodzącej przy długości fali = 300 nm) oraz dla emisji wynoszą odpowiednio 4 D oraz 2 D. Podać który z
rozważanych procesów charakteryzuje się większą wartością szybkości przejścia promienistego oraz
abs
em + 50 nm dla obu rozważanych procesów *A  A oraz *B  B) dla którego z nich
można oczekiwać większej wartości molowego współczynnika absorbcji.
1
9
Dla singletowego stanu wzbudzonego *A proces emisji fotonu zachodzi z szybkością równą 1×10 s .
1
Charakteryzujące singletowy stan wzbudzony *A szybkości konwersji wewnętrznej oraz przejść
9
9
międzysystemowych wynoszą odpowiednio 3×10 s oraz 6×10 s . Podać (a) wartość wydajności kwantowej
emisji oraz (b) wydajność obsadzania stanu trypletowego.
Wartości momentów dipolowych cząsteczki X w stanie podstawowym jak w singletowym stanie wzbudzonym
1
*X wynoszą odpowiednio 5 i 5 D, przy czym kąt pomiędzy wektorami tych momentów dipolowych wynosi 90º.
Podać jakich efektów solwatochromowych można oczekiwać w widmach absorbcji oraz emisji substancji X przy
wzroście polarności rozpuszczalnika.
Emisja ze stanu wzbudzonego *X charakteryzuje się szybkościami przejść promienistych oraz
8
8
bezpromienistych wynoszącymi odpowiednio 2×10 oraz 3×10 s . Zmierzona wartość czasu życia stanu
3
wzbudzonego *X w obecności wygaszacza Q o stężeniu równym 0.5 mol/dcm wyniosła 1 ns. Obliczyć stałą
szybkości procesu wygaszania *X + Q  X + *Q oraz wydajność kwantową emisji *X X w roztworze
3
wygaszacza Q o stężeniu równym 1.0 mol/dcm .
Umiejętności:
AI2_U01: Student potrafi wykorzystać wyniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS w jakościowej i ilościowej analizie
chemicznej
Wymienić podstawowe wymagania jakie musi spełniać układ wieloskładnikowy aby możliwe było zastosowanie
spektroskopii UV-VIS do ilościowej analizy zawartości jego składników występujących równolegle w badanych
układzie.
Przedstawić oraz omówić typowe krzywe miareczkowania spektrofotometrycznego.
Żelazo(II) oznaczano spektrofotometrycznie w postaci kompleksu z o–fenantroliną. Przygotowano roztwory
wzorcowe zawierające 0.1 i 0.2 g/l. Na spektrofotometrze ustawiono 0 na skali absorpcji przy przejściu
strumienia światła przez roztwór o stężeniu żelaza(II) równym 0.100 g/l. Absorbancja roztworu wzorcowego o
stężeniu żelaza(II) 0.200 g/l wynosiła 0.795. Obliczyć stężenie roztworu, którego absorbancja mierzona w
identycznych warunkach wynosiła 0.650.
15
AI2_U02: Student potrafi wykorzystać wyniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS w fizykochemicznej analizie
badanych układów.
W pomiarach absorpcji przejściowej (wykonanych w kuwecie o długości drogi optycznej równej 1 mm) roztworu
związku Y o stężeniu 2.0×10 M
abs
abs
związkowi Y, a długofalowe produktowi jego fotol
4
4.0×10 M cm obliczyć molowy współczynnik absorpcji produktu fotolizy Z.
M
=
Organiczna substancja X temperaturze pokojowej emituje ona przy długości fali 420 nm z wydajnością
kwantową równą 0.15. Podczas badania wpływu temperatury na właściwości emisyjne tej substancji
○
○
stwierdzono (przy obniżeniu temperatury badanej próbki z 20 C do 77 K) zmianę całkowitej intensywności
emitowanego przez tą substancję światła wraz z pojawieniem się dodatkowego pasma przy długości fali 620
nm, przy czym integralna intensywność pasma w obszarze krótkofalowym wzrosła ze 100 do 200 jednostek
umownych a integralna intensywność nowego pasma pojawiającego się w obszarze długofalowym wyniosła
400 jednostek umownych. Na podstawie tych danych (zakładając brak wpływu temperatury na absorbancję
badanej próbki) obliczyć wydajności kwantowe luminescencji, fluorescencji oraz fosforescencji substancji X w
○
temperaturze 77 K.
AI2_U03: Student potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się bezpośrednio
zabsorpcyjną i emisyjną spektroskopią UV-VIS.
Omówić podział spektroskopii według zakresów promieniowania elektromagnetycznego przy których występują
widma rotacyjne, oscylacyjne i elektronowe. Podać przybliżone zakresy długości fal odpowiadający
poszczególnym spektroskopiom oraz odpowiadające im zakresy liczb falowych oraz energii.
Wyjaśnić pojęcie anizotropii widm emisji oraz widm wzbudzenia.
Wyjaśnić podstawy fizykochemiczne prawa Lamberta-Beera.
AI2_U04: Student potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące właściwości
spektroskopowe związków chemicznych z ich strukturą elektronową.
Które (i dlaczego) z formalnie możliwych typów przejść elektronowych (s s, s  p, s  d, p  d) mogą być
obserwowane w widmach absorbcyjnych lub emisyjnych atomu wodoru? Dlaczego żadnego z powyższych
+
przejść elektronowych nie będzie się obserwować w przypadku jonu H ?
Na przykładzie molekuły aldehydu mrówkowego wymienić i scharakteryzować typy przejść elektronowych w
cząsteczkach organicznych.
Na przykładzie aldehydu krotonowego oraz aldehydu cynamonowego omówić podstawowe rodzaje przejść
elektronowych w związkach organicznych.
Zdefiniować pojęcia efektów batochromowego, hipsochromowego, hiperchromowego oraz hipochromowego.
Podać przykłady grup funkcyjnych związanych z tymi efektami.
flu
pho węglowodoru aromatycznego PAH wynoszą
odpowiednio 0.95 oraz 0.05 podczas gdy produkt reakcji bromowania PAH
flu=
pho = 0.95. Podać możliwą przyczynę obserwowanych zmian wartości wydajności kwantowych obu
emisji.
AI2_U05: Student potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania wiążące podstawowe właściwości
stanów wzbudzonych z naturą substancji chemicznych.
Wymienić i omówić (podając przykłady) najważniejsze procesy chemiczne zachodzące z udziałem stanów
wzbudzonych.
W porównaniu do stanu podstawowego stan wzbudzony jest znacznie silniejszym utleniaczem jak i reduktorem.
Podać przyczynę takiej zmiany właściwości redoks.
Niektóre cząsteczki organiczne takie jak aminy czy fenole w wyniku wzbudzenia elektronowego zasadniczo
zmieniają swoje właściwości kwasowo-zasadowe. Wyjaśnić przyczynę takich zmian.
16
Procesy przeniesienia energii zachodzące z udziałem stanów wzbudzonych mogą zachodzić zgodnie
z mechanizmem Förstera i/lub Dextera. Omówić oba w/w. mechanizmy przeniesienia energii.
Kompetencje społeczne:
AI2_K01: Student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.
Zaproponować warunki eksperymentu pozwalającego na zarejestrowanie wąskich linii dla absorpcji lub emisji
z układów molekularnych.
2
2
vs
vs
vs
nie uwzględnia się w przypadku zmiany sposobu prezentacji widm
vs
AI2_K02: Student potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień oddziaływania promieniowania
elektromagnetycznego w zakresie UV-VIS z materią.
Przedyskutować możliwe przyczyny „lewoskrętności” organizmów żywych.
Przedyskutować możliwość zastosowania procesów foto-katalitycznych w ochronie środowiska.
17
Język wykładowy:
Krystalografia
Crystallography
język polski
chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej, Zakład Chemii
Organicznej
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
pierwszy
4
Symbol
efektu
Wkr_01
Wkr_02
Wkr_03
Prof. nzw. dr hab. Zbigniew Karczmarzyk
Efekty kształcenia
WIEDZA
Posiada podstawową wiedzę na temat promieniowania rentgenowskiego i
wykorzystania go w badaniach strukturalnych.
Zna podstawy fizyczne metod dyfrakcyjnych stosowanych w badaniach
strukturalnych kryształów.
Zna podstawowe metody rentgenowskie badania struktury kryształów.
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi posługiwać się matematycznym opisem symetrii sieci przestrzennej
Ukr_01
kryształu.
Posiada umiejętność wykorzystania najważniejszych metod rentgenowskich
Ukr_02
w badania struktury krystalicznej i molekularnej związków chemicznych.
Potrafi zinterpretować i wykorzystać dane strukturalne uzyskiwane z badań
Ukr_03
rentgenowskich.
Posiada umiejętność korzystania z literatury fachowej oraz posługiwania się
Ukr_04
bazami danych strukturalnych.
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego
Kkr_01
kształcenia.
Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze krystalograficznej
Kkr_02
polskiej i anglojęzycznej.
Potrafi formułować opinie na temat zagadnień krystalograficznych i
Kkr_03
krystalochemicznych.
Wykład (15 godz.), ćwiczenia laboratoryjne (30 godz.)
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01, K_W0-5
K_W02, K_W05, K_W06
K_W07, K_W01
K_U10
K_U09, K_U14, K_U15
K_U02, KU_07
K_U04
K_K01
K_K02, K_K06
K_K02, K_K07
Podstawy matematyki wyższej, podstawy fizyki, kurs krystalochemii
Sieć przestrzenna i sieć odwrotna kryształu.
Promieniowanie rentgenowskie: źródła, wzbudzanie i właściwości.
Teoria dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na kryształach.
Metody rentgenowskie badania monokryształów, czterokołowy monokrystaliczny dyfraktometr rentgenowski,
rozwiązanie struktury kryształu i opis struktury kryształu.
18
Metody rentgenowskie badania substancji polikrystalicznych, rentgenowska analiza fazowa materiałów
polikrystalicznych.
Elementy krystalografii białek (makrocząsteczek).
Zastosowania rentgenografii strukturalnej do badania układów o niskim stopniu uporządkowania.
Podstawy fizyczne i zastosowania elektronografii i neutronografii strukturalnej. Strukturalne bazy danych.
1. Luger P. „Rentgenografia strukturalna monokryształów”, PWN, Warszawa 1989.
2. Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H. „Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej”, PWN, Warszawa,
1994.
3.Bojarski, Z., Gigla, M., Stróż, K., Surowiec, M. „Krystalografia. Podręcznik wspomagany komputerowo”, PWN,
Warszawa, 1996, 2003.
4. Penkala T. „Zarys krystalografii”. PWN, Warszawa, 1977.
1. Van Merche M., Fenau-Dupont J. „Krystalografia i chemia strukturalna”, PWN Warszawa, 1984.
2. Acta Crystallogr., Journal of IUCr.
Wykład: tradycyjny z użyciem środków audiowizualnych.
Ćwiczenia laboratoryjne: słowna metoda problemowa, eksperyment modelowy, eksperyment laboratoryjny, pomiar z
obliczeniami, krystalograficzne programy komputerowe.
Efekty Ukr_02, Ukr_03 Ukr_04 sprawdzane będą na ćwiczeniach laboratoryjnych w ramach wykonywanych
ćwiczeń i pisemnych sprawozdań z tych ćwiczeń. Efekty Wkr_02 i Ukr_01 sprawdzane będą na kolokwium
kontrolnym.
Efekty na poziomie wiedzy i umiejętności sprawdzane będą w ramach egzaminu końcowego.
Warunki uzyskania zaliczenia kursu:
1. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych
- co najwyżej dwie nieusprawiedliwione nieobecności na ćwiczeniach,
- uzyskanie minimum oceny 3.0 z kolokwium kontrolnego punktowanego od 0 do 10 punktów i ocenianego według
skali: 5.5 - 6.0 pkt 3.0, 6.5 - 7.0 pkt 3.5, 7.5 - 8.0 pkt 4.0, 8.5 - 9.0 pkt 4.5, 9.5 - 10.0 pkt 5.0.
- zaliczenie wszystkich sprawozdań z ćwiczeń: skala ocen 2.0 (nzal), 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0.
Ocena końcowa z ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią oceną z ocen ze sprawozdań z ćwiczeń i oceny z kolokwium
kontrolnego.
2. Zaliczenie wykładu: egzamin testowy składający się z 20 pytań z 5 możliwościami wyboru poprawnej odpowiedzi
do każdego pytania; poprawna odpowiedź - 1 punkt, niepoprawna odpowiedź - 0 punktów.
Oceny: 0 - 10 pkt 2.0,11 - 12 pkt 3.0, 13 - 14 pkt 3.5, 15 - 16 pkt 4.0, 17 - 18 pkt 4.5, 19 - 20 pkt 5.0.
3. Ocena końcowa jest ze wzoru: 0.4x(ocena z ćwiczeń)+0.6x(ocena z egzaminu) po zaokrągleniu do odpowiedniej z
ocen 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 i 5.0.
Aktywność
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych i kolokwium.
laboratoryjnych + opracowanie wyników wykonanych
ćwiczeń w formie sprawozdań + przygotowanie do
kolokwium
30 godz.
35 godz.
15 godz.
Samodzielne przygotowanie do egzaminu
15 godz.
Udział w konsultacjach
5 godz.
19
100 godz.
4 ECTS
Punkty ECTS za kurs
Załącznik do Sylabusa: Krystalografia
Wiedza:
Wkr_01 – Posiada podstawową wiedzę na temat promieniowania rentgenowskiego i wykorzystania go w badaniach
strukturalnych (egzamin).
- Linia Kβ w widmie charakterystycznym promieniowania rentgenowskiego powstaje przy przeskoku elektronu między
powłokami
a) L→K;
b) K→L;
c) K→M;
d) M→K;
e) L→M.
- Krótkofalowa granica λg widma ciągłego promieniowania rentgenowskiego jest
a) proporcjonalna do napięcia przyspieszającego U w lampie rentgenowskiej;
b) odwrotnie proporcjonalna do napięcia przyspieszającego U w lampie rentgenowskiej;
c) proporcjonalna do natężenia prądu elektronowego I w lampie rentgenowskiej;
d) odwrotnie proporcjonalna do natężenia prądu elektronowego I w lampie rentgenowskiej;
e) proporcjonalna do mocy lampy rentgenowskiej.
Wkr_02 – Zna podstawy fizyczne metod dyfrakcyjnych stosowanych w badaniach strukturalnych kryształów
(kolokwium kontrolne, egzamin).
- Stosując promieniowanie rentgenowskie o długości fali λ liczba rzędów dyfrakcji możliwa do zarejestrowania od
płaszczyzny sieciowej o odległości międzypłaszczyznowej d=λ wynosi
a) 0;
b) 1;
c) 2;
d) 3;
e) 4.
- Jeżeli
k o i k są wektorami falowymi o długości 1/λ odpowiednio wiązki padającej i odbitej od płaszczyzny (hkl)
promieniowania rentgenowskiego, a
Ewalda jest spełniony gdy
a)
ko  k  H
e)
k o , k, H są wzajemnie prostopadłe.
b)
H jest wektorem sieci odwrotnej o współrzędnych hkl, to warunek dyfrakcji
k  ko  H
c)
k  ko  H
d)
ko  k  H
- Natężenie refleksu rentgenowskiego o wskaźnikach hkl jest
a) proporcjonalne do czynnika struktury;
b) proporcjonalne do amplitudy struktury;
c) proporcjonalne do kwadratu amplitudy struktury;
d) odwrotnie proporcjonalne do czynnika struktury;
e) odwrotnie proporcjonalne do kwadratu amplitudy struktury.
Wkr_03 – Zna podstawowe metody rentgenowskie badania struktury kryształów (egzamin).
- Jeżeli w metodzie obracanego kryształu osią obrotu kryształu jest prosta sieciowa [010] to na warstwicy zerowej
będą refleksy
a) hkl;
b) 0kl;
c) h0l;
d) hk0;
e) hkk.
- Symetria w rozkładzie refleksów typu m (płaszczyzna symetrii) może wystąpić na zdjęciu rentgenowskim
wykonanym metodami
a) Lauego, obracanego kryształu i proszkową DSH;
b) obracanego kryształu, kołysanego kryształu i proszkową DSH;
c) Lauego, Weissenberga i dyfraktometryczną;
d) obracanego kryształu, Weissenberga i dyfraktometryczną;
e) Lauego, kołysanego kryształu i Weissenberga.
Umiejętności:
Ukr_01 – Potrafi posługiwać się matematycznym opisem symetrii sieci przestrzennej kryształu (kolokwium kontrolne,
egzamin).
20
- Dana jest oś 41 równoległa do osi krystalograficznej Z oraz prostopadła do niej translacja o długości wektora
translacji a.
a) W rzucie na płaszczyznę XY zaznacz wszystkie elementy symetrii wygenerowane przez podane elementy
symetrii.
b) Podać symbol grupy przestrzennej oraz układ krystalograficzny, do którego ta grupa należy.
c) Podać współrzędne punktów symetrycznie równoważnych w pozycji ogólnej.
d) Podać nazwę i symbol klasy krystalograficznej, do której należy ta grupa przestrzenna.
- Zespół punktów symetrycznie równoważnych x, y, z; x, -y, z+1/2 generuje element symetrii o symbolu
a) a;
b) b;
c) c;
d) 21;
e) n.
Ukr_02 – Posiada umiejętność wykorzystania najważniejszych metod rentgenowskich w badania struktury
krystalicznej i molekularnej związków chemicznych (ocena sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych,
egzamin końcowy).
- Wyznaczyć możliwą do uzyskania symetrię obrazów Lanego dla kryształów należących do klas krystalograficznych z
układu trygonalnego. Określić klasy dyfrakcyjne w układzie trygonalnym.
- Mapa różnicowej gęstości elektronowej otrzymana w wyniku rozwiązania struktury kryształu związku chemicznego o
podanym wzorze strukturalnym zawiera ponumerowane pozycje odpowiadające maksimom gęstości elektronowej
o
(tzw. Q-piki). Do mapy dołączona jest tabela zawierająca odległości (w Å) pomiędzy Q-pikami oraz kąty (w )
pomiędzy odpowiednimi połączeniami Q-pików.
1. Dokonać identyfikacji pozycji atomów na mapie przypisując im odpowiednie numery Q-pików.
2. Zaznaczyć proponowane wstępne długości wiązań i kąty między wiązaniami w zidentyfikowanej cząsteczce
badanego związku chemicznego.
Ukr_03 – Potrafi zinterpretować i wykorzystać dane strukturalne uzyskiwane z badań rentgenowskich (ocena
sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych, egzamin końcowy).
- W jaki sposób można dokonać opisu konformacji cząsteczki przy użyciu katów torsyjnych uzyskanych z analizy
rentgenowskiej?
- Obraz dyfrakcyjny pewnej fazy ciekłokrystalicznej składa się z dwóch pików dyfuzyjnych, dla których Q1:Q2=lo:wo (lo –
długość cząsteczki, wo – szerokość cząsteczki). Ta faza ciekłokrystaliczna to
a) nematyk; b) smektyk A;
c) smektyk C; d) smektyk wysokosymetryczny z uporządkowaniem heksagonalnym
w obrębie warstwy molekularnej; e) smektyk wysokosymetryczny z uporządkowaniem regularnym w obrębie warstwy
molekularnej.
Ukr_04 – Posiada umiejętność korzystania z literatury fachowej oraz posługiwania się bazami danych strukturalnych
(ocena sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych, egzamin końcowy).
- Zapoznać się z treścią dołączonego artykułu naukowego zawierającego wyniki badań strukturalnych metodami
rentgenowskiej analizy strukturalnej wybranego związku organicznego. Wykonać następujące polecenia:
1. Podać tytuł artykułu, autorów i dane bibliograficzne czasopisma, z którego artykuł pochodzi.
2. Narysować wzór strukturalny wraz z numeracją atomów i podać nazwę systematyczną cząsteczki badanego
związku.
3. Opisać krótko syntezę analizowanego związku.
4. Podać sposób otrzymania kryształów.
5. Podać dane krystalograficzne i eksperymentalne:
6. Na rysunku cząsteczki (lub w innej dogodnej formie) przedstawić wybrane długości wiązań oraz kąty
walencyjne.
7. Scharakteryzować strukturę molekularną w oparciu o część dyskusyjną artykułu ze szczególnym
uwzględnieniem celu analizy strukturalnej i wniosków wynikających z analizy tego celu.
8. Scharakteryzować ułożenie cząsteczek w komórce elementarnej kryształu pod kątem występujących w
krysztale oddziaływań międzycząsteczkowych.
Kkr_01 – Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego kształcenia (egzamin końcowy).
- Jakie są możliwości zastosowania metod rentgenowskiej analizy strukturalnej w
(a) krystalografii białek,
(b) badaniach strukturalnych układów o niskim stopniu uporządkowania?
21
Kkr_02 – Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze krystalograficznej polskiej i anglojęzycznej (ocena
sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych).
- W jaki sposób można dokonać przeglądu literatury krystalograficznej przy użyciu bazy danych strukturalnych CSD
(Cambridge Structural Database)?
- Jakie znasz bazy danych oraz źródła informacji dotyczących danych strukturalnych?
Kkr_03 – Potrafi formułować opinie na temat zagadnień krystalograficznych i krystalochemicznych (ocena
sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych).
- Jaki jest zakres zastosowań metod dyfrakcyjnych w analizie strukturalnej?
- Na czym polega komplementarność metod rentgenowskiej analizy strukturalnej, elektronografii i neutronografii
strukturalnej w badaniach strukturalnych?
22
Spektroskopia
Spectroscopy
Język wykładowy:
język polski
chemia
Organicznej
obowiązkowy
Rok studiów:
pierwszy
Semestr:
drugi
6
Wm02
Wm03
Wm04
Robert Kawęcki
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
Wm01
drugiego stopnia
WIEDZA
Symbol efektu
kierunkowego
Poszerzona wiedza z zakresu spektroskopii IR, Ramana, NMR, EPR,
spektrometrii mas.
Zna zakresy stosowania różnych metod spektroskopowych, budowy
spektrometrów, sposoby przygotowania próbek oraz interpretacji widm.
Zna zakresy absorpcji grup funkcyjnych w IR oraz wpływ różnych czynników
na widma. Zna czynniki wpływające na przesunięcie chemiczne w NMR. Zna
zasady rozszczepień spinowo-spinowych. Zna zasady fragmentacji w MS.
Zna istniejące bazy danych spektroskopowych on-line.
K_W01,
K_W02, K_Wois01
K_W04
K_W08, K_Wois06
K_W06,K_Wois02
K_W14, K_Kois02
UMIEJĘTNOŚCI
Um01
Um02
Um02
Um03
Potrafi wybrać odpowiednią metodę spektroskopową do analizy struktury
związków chemicznych.
Potrafi przygotować próbkę do pomiarów IR, NMR, GC MS.
Potrafi zidentyfikować główne grupy funkcyjne i podstawniki związków
organicznych z widm UV, IR, NMR. Potrafi określić masę cząsteczkową
substancji z widm MS.
Umie wykorzystać dostępne bazy danych spektroskopowych on-line.
K_U18
K_U06,K_Uois01
K_U09
K_U07; K_U18; K_U19
K_U04
Km01
Ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z
rozwojem nauki
K_K01
Wykład - 30 godz.
Laboratorium - 45 godz.
Znajomość podstaw spektroskopii molekularnej. Wymagany kurs chemii organicznej.
Metody spektroskopowe w analizie chemicznej związków organicznych; spektroskopia oscylacyjna, Ramana,
magnetycznego rezonansu jądrowego, elektronowy rezonas paramagnetyczny, spektrometria mas.
23
W szczególności: przygotowanie próbek w spektroskopii IR i Ramana, pasma absorpcji w IR grup funkcyjnych,
fluorescencja, przygotowanie próbki (wzorce i rozpuszczalniki) w spektroskopii NMR, zakresy przesunięć
chemicznych 1H i 13C związków organicznych, czynniki wpływające na przesunięcie chemiczne, sprzężenia
spinowo-spinowe, podstawowe układy spinowe, efekt Overhausera, NMR heterojąder, widma dwuwymiarowe,
podstawy spektroskopii NMR ciała stałego, spektroskopia EPR, metody jonizacji próbek w spektrometrii MS, wpływ
metody jonizacji na wygląd widma MS, wpływ budowy związków na fragmentację, piki izotopowe, metody
chiralooptyczne. Kompleksowe wykorzystanie informacji z widm UV, IR, Ramana, NMR i MS do ustalania struktury
związków. Dostępne bazy danych spektroskopowych w literaturze i internecie.
Laboratorium: poznanie aparatury do rejestracji widm IR, NMR i MS, sposoby przygotowania próbek, badanie wiązań
wodorowych w IR, identyfikacja struktury związków za pomocą NMR i MS, wyznaczanie parametrów spektralnych z
widm NMR, operacje na FID-ach.
1. Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych - red. W. Zieliński, A. Rajca,
WNT, 2000.
2. Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych - Silverstein R. M., Webster F. X., Kiemle D. J.
PWN, 2007.
1. Chemia Organiczna, J. McMurry, PWN,
2. Podstawy spektroskopii molekularnej, Z. Kęcki, PWN,
3. Spektrometria mas –E. de Hoffman, J. Charette, V. Stroobant, WNT,
4. Spektrometria Magnetycznego Rezonansu Jądrowego, H. Gunther, PWN.
5. Spektrometria mas, R.A.W. Johnstone, M.R. Rose, PWN.
6. Spektrometria 13C NMR, A. Ejchart, L. Kozerski, PWN.
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi. Rozwiązywanie zadań i problemów z zakresu
spektroskopii związków organicznych. Zajęcia praktyczne w laboratorium NMR, IR i MS.
Wszystkie efekty będą sprawdzane na 3 testach oraz 1 kolokwium zaliczeniowym.
Testy: 10 pkt, zaliczenie testu od 10,1 pkt. Kolokwium zaliczeniowe - 20 pkt. Punktacja: 20-18.1 pkt - 5.0; 18-16.1
pkt - 4.5; 16-14.1 4.0; 14-12.1 pkt - 3.5; 12-10.1 pkt -3.0.
Zaliczenie laboratorium: kolokwia wejściowe, eksperymenty, opisy ćwiczeń.
Aktywność
Udział w wykładach:
30
Laboratorium
45
Konsultacje:
15
Przygotowanie do laboratorium i opis ćwiczeń
25
Przygotowanie do zaliczenia:
35
Sumaryczne obciążenie pracą studenta:
150
6
Spektroskopia - załącznik do sylabusa
WIEDZA
Poszerzona wiedza z zakresu spektroskopii IR, Ramana, NMR, EPR, spektrometrii mas.
1. Wyjaśnić różnice pomiędzy widmem IR a widmem Ramana dwusiarczku węgla.
2. Jakie czynniki wpływają na relaksację jąder?
3. Co to jest jądrowy efekt Overhausera.
4. Od czego zależy częstość rezonansowa jąder.
5. Jak będzie wyglądało widmo EPR rodnika metylowego.
24
6. Podać metody jonizacji biocząsteczek.
Zna zakresy stosowania różnych metod spektroskopowych, budowy spektrometrów, sposoby przygotowania próbek
oraz interpretacji widm.
1. Czy można badać metodą NMR próbki stałe?
2. Jak jest zbudowany interferometr Michelsona.
3. Podać zasadę otrzymywania widm Ramana.
4. Objaśnić budowę spektrometru MS MALDI TOF.
5. Naszkicować schemat budowy spektrometru EPR.
Zna zakresy absorpcji grup funkcyjnych w IR oraz wpływ różnych czynników na widma.
1. Czym będzie się różniło widmo polimetakrylanu metylu od poliestru PET.
2. Jaki jest wpływ sprzężenia na położenie pasma C=O.
3. Wyjaśnić różnicę widmie IR t-butanolu wykonanego jako film cieczy i w postaci rozcieńczonego roztworu w
CCl4.
Zna czynniki wpływające na przesunięcie chemiczne w NMR. Zna zasady rozszczepień spinowo-spinowych. Zna
zasady fragmentacji w MS.
1. Podać wpływ wiązania wodorowego na położenie pasma OH w NMR.
2. Jaki układ spinowy występuje w widmie furanu. Naszkicować widmo.
3. Podać mechanizm oraz obserwowany jon w wyniku przegrupowania McLafferty’ego octanu n-butylu.
Zna istniejące bazy danych spektroskopowych on-line.
1. Porównać przesunięcia chemiczne otrzymanego widma alkoholu izopropylowego z widmem z bazy SDBS.
2. Wyszukać w bazie NIST widma IR pięciu tworzyw sztucznych.
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi wybrać odpowiednią metodę spektroskopową do analizy struktury związków chemicznych.
1. Jaką metodę należy użyć do rozróżnienia (+)-mentolu i (-)-mentolu.
2. Jak ustalić konfigurację cis/trans w 1,2 dipodstawionej pochodnej etylenu.
3. Jak można ustalić strukturę trójwymiarową białka?
4. Jaka techniką można łatwo zidentyfikować nitryle.
Potrafi przygotować próbkę do pomiarów IR, NMR, GC MS.
1. W jakiej postaci można analizować związek krystaliczny w IR.
2. Jakie stężenie i jaki rozpuszczalnik jest najlepszy w analizie 1H NMR.
3. Czy wyższe kwasy karboksylowe można badać metodą GC MS?
Potrafi zidentyfikować główne grupy funkcyjne i podstawniki związków organicznych z widm UV, IR, NMR. Potrafi
określić masę cząsteczkową substancji z widm MS.
1. Dokonać analizy danego widma IR.
2. Dokonać przypisań w podanym widmie estru propylowego kwasu p-hydroksy-benzoesowego.
3. Określić główne grupy funkcyjne oraz możliwą strukturę związku na podstawie podanych danych
-1
spektroskopowych: ESI MS: 90 m/z; IR (KBr): 3600-2800 (szer.); 1600 cm ; 1H NMR (D2
13
3,79(q);
Umie wykorzystać dostępne bazy danych spektroskopowych on-line.
1. Wyszukać widma pochodnych 2-podstawionego furanu w bazie SDBS.
2. Znaleźć pasmo absorpcji w UV p-hydroksybenzaldehydu w bazie NIST.
Ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z rozwojem nauki
1. Podać techniki analityczne odkryte w ostatnich latach.
2. Porównać metody NMR używane w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku z metodami stosowanymi
obecnie.
25
Język wykładowy:
Zarządzanie wiedzą
Knowledge Management
polski
chemia
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
drugi
trzeci
1
mgr Marek Grzegorczyk
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
Umie określić, w jaki sposób wiedza jest gromadzona w organizacji i jak wpływa
na jej efektywność.
Zna najważniejsze obszary, w których można zarządzać wiedzą i potrafi opisać i
ZW_W02
korzystać z efektywnych narzędzi zarzadzania zasobami wiedzy.
Umie zidentyfikować problemy w transferze wiedzy. Zna skutki właściwego i
ZW_W03
niewłaściwego transferu wiedzy w organizacji.
ZW_W01
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01, K_W04
K_W13, K_W14
K_W15
UMIEJĘTNOŚCI
ZW_U01
ZW_U02
ZW_U03
Potrafi określić pozytywne i negatywne skutki zarzadzania wiedzą oraz potrafi
dzielić się wiedzą.
Potrafi zastosować właściwe narzędzie zarzadzania wiedza (oprogramowanie
wspomagające zarządzanie) w odpowiednim kontekście.
Potrafi rozwiązać problemy związane z niedoskonałą informacją. Potrafi wybrać
odpowiedni sposób działania w zależności od struktury organizacyjnej i
uwarunkowań formalnych w organizacji.
K_U05, K_U17
K_U04
K_U14, K_U15
ZW_K01
ZW_K02
ZW_K03
Potrafi pracować zespołowo (jako lider lub członek zespołu), rozumie konieczność
systematycznej pracy nad wszelkimi projektami, które mają długofalowy charakter.
Rozumie i docenia szczególne znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach
własnych i innych osób; postępuje etycznie wobec współpracowników projektu.
K_K01, K_K02
K_K03
K_K04
ćwiczenia (15 godz.)
Znajomość podstaw chemii (nieorganicznej, organicznej, chemii fizycznej, analitycznej, teoretycznej), podstaw
informatyki (technologia informacyjna) oraz podstaw prawa autorskiego i własności przemysłowej w zakresach
przyjętych w standardach kształcenia dla tych przedmiotów.
26
C. Teoretyczne podstawy projektów i narzędzi informatycznych wspomagających zarządzanie wiedzą i
projektami.
6. Definicja wiedzy w wybranych rodzajach organizacji, klasyfikacje wiedzy (wiedza ukryta i intuicja w
zarządzaniu), zarządzanie wiedzą osobistą, przywództwo w zarządzaniu wiedzą w zespołach, kapitał
ludzki i kapitał społeczny.
7. Konceptualizacja projektu – od pomysłu do programu badawczego (definicja problemu badawczego,
definicja przedmiotu badania - co i kogo badać, cele, rezultaty, jak dokonać wyboru metod i technik
badawczych). Wiedza w gospodarce.
8. Planowanie i wdrażanie projektu (jak wybierać kluczowe parametry projektu, jak sporządzać
odpowiednie zadania i harmonogram projektu, definiowanie i planowanie – zasobów, budżetu, pojęcie
ryzyka w projekcie).
9. Własność intelektualna w projektach badawczych, elementy prawa autorskiego, aspekty etyczne
realizacji projektów badawczych.
10. Źródła finansowania projektów badawczych (Fundusze UE, krajowe, programy współpracy dwustronnej,
finansowanie badań przez prywatnych przedsiębiorców).
D.
Praktyczne zastosowanie narzędzi informatycznych wspomagających zarządzanie wiedzą i projektami.
6. Narzędzia informatyczne wspierające zarządzanie projektami – w oparciu o system Microsoft Project.
6. M. Trocki, Nowoczesne zarządzanie projektami, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa 2013.
7. J. Zegarski, Metodyka zarządzania projektami. Umiejętności i kompetencje kierownika projektu, Instytut
Europejski, Warszawa 2007.
8. D. Lock, przekł. G. Łuczkiewicz, Podstawy zarządzania projektami, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne,
Warszawa 2009, Wyd. 2.
9. M. Kopertowska, W. Sikorski, MS Project: kurs podstawowy, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
10. E. Marmel, Microsoft Project 2007 Bible, Wiley Publishing Inc. 2008.
11. C. Chatfield, T. Johnson, Step by step Microsoft project 2007, Microsoft Press, Redmond 2010.
12. J. Hurwitz, R. Bloor, M. Kaufman, F. Halper, Cloud Computing For Dummies, Wiley Publishing Inc. 2010.
Ćwiczenia wspomagane technikami multimedialnymi. Praktyczne ćwiczenia z użyciem komputera.
Efekty ZW_W1, ZW_W3, ZW_U01, ZW_U03, ZW_K01, ZW_K02 oraz ZW_K03 sprawdzane będą podczas
kolokwiów wejściowych w trakcie ćwiczeń. Efekty ZW_W02 oraz ZW_U02 sprawdzane będą podczas
wykonywania miniprojektu przy użyciu programu Microsoft Project. Całość efektów kształcenia będzie sprawdzana
na teście końcowym zaliczającym przedmiot.
27
Warunkiem zaliczenia ćwiczeń z Zarządzania Wiedzą jest:
6. Wykonanie miniprojektu przy użyciu programu Microsoft Project na ćwiczeniach
7. Zaliczenie testu końcowego
Zaliczenie kolokwiów wejściowych związanych z każdym ćwiczeniem jest warunkiem koniecznym
umożliwiającym przystąpienie do testu końcowego z treści przedmiotu. W przypadku nie zaliczenia jednego
kolokwium wejściowego, przewidziane jest jedno spotkanie (w ramach godzin konsultacyjnych), podczas
którego można ponownie przystąpić do kolokwium wejściowego, obejmującego treści programowe z danego
spotkania ćwiczeniowego. Do ponownego przystąpienia do zaliczenia kolokwium wejściowego należy
przystąpić nie później niż 7 dni od daty ostatnich ćwiczeń, na których nie udało się zaliczyć kolokwium
wejściowego. Ten warunek zaliczenia jest przewidziany na 20 punktów.
Wykonanie i zaliczenie miniprojektu przy użyciu programu Microsoft Project jest warunkiem koniecznym
umożliwiającym przystąpienie do testu końcowego z treści przedmiotu. W przypadku nie zaliczenia miniprojektu
przy użyciu programu Microsoft Project, przewidziane jest jedno spotkanie (w ramach godzin konsultacyjnych),
pod czas którego można wykonać ponownie nowy projekt. Ten warunek zaliczenia jest przewidziany na 40
punktów.
Test końcowy obejmujący treści ćwiczeniowe (teoretyczne i praktyczne) będzie oceniany na 40 punktów. W
teście końcowym możliwe są pytania otwarte, jednak nie w ilości przekraczającej 50% wszystkich pytań na
teście końcowym.
Ocena końcowa z przedmiotu Zarządzanie Wiedzą będzie wystawiona na podstawie sumarycznej ilości
uzyskanych punktów (maksymalnie 100 punktów) z każdego wyżej wymienionego warunku zaliczenia. Zakres
punktowy i ocena są przedstawione w poniższej tabeli:
Ocena
< 50
2,0
> 51
3,0
> 61
3,5
> 71
4,0
> 81
4,5
> 91
5,0
Aktywność
Udział w ćwiczeniach
Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów
wejściowych związanych z treściami ćwiczeń
Przygotowanie do wykonania miniprojektu przy użyciu
programu Microsoft Project
Przygotowanie się do testu końcowego
15 godz.
25 godz.
1 ECTS
4 godz.
2 godz.
4 godz.
Załącznik do sylabusa przedmiotu – Zarządzanie wiedzą
Wiedza:
W01 – Umie określić, w jaki sposób wiedza jest gromadzona w organizacji i jak wpływa na jej efektywność (kolokwia
wejściowe, test końcowy).
 Wytłumacz, czym jest kapitał intelektualny, wiedza ukryta, wiedza korporacyjna.
W02 – Zna najważniejsze obszary, w których można zarządzać wiedzą i potrafi opisać i korzystać z efektywnych
narzędzi zarzadzania zasobami wiedzy (kolokwia wejściowe, test końcowy, miniprojekt).
 Potrafi kreślić i wytłumaczyć, jakie są wymagania stawiane celom w projektach, jak należy przygotować
merytorycznie projekt.
 Potrafi określić i posługiwać się metodyką PRINCE2.
W03 – Umie zidentyfikować problemy w transferze wiedzy. Zna skutki właściwego i niewłaściwego transferu wiedzy w
organizacji (kolokwia wejściowe, test końcowy).
28


Wytłumacz, czym jest mistrzostwo osobiste i jak do niego dojść.
Co to jest wiedza i gdzie jej szukać w organizacji? Jakie ma znaczenie dla funkcjonowania firm i przewagi
konkurencyjnej?
Umiejętności:
U01 – Potrafi określić pozytywne i negatywne skutki zarzadzania wiedzą oraz potrafi dzielić się wiedzą (kolokwia
wejściowe, test końcowy).
 Przykładowe kazusy dotyczące skutków zarządzania wiedzą.
U02 – Potrafi zastosować właściwe narzędzie zarzadzania wiedza (oprogramowanie wspomagające zarządzanie) w
odpowiednim kontekście (kolokwia wejściowe, test końcowy, miniprojekt).
 Potrafi posługiwać się zasobami wg metodyki PRINCE2.
 Zna i potrafi wykorzystać podstawowe funkcje programu Microsoft Project.
U03 – Potrafi rozwiązać problemy związane z niedoskonałą informacją. Potrafi wybrać odpowiedni sposób działania w
zależności od struktury organizacyjnej i uwarunkowań formalnych w organizacji (kolokwia wejściowe, test końcowy,
miniprojekt).
 Przykładowe kazusy dotyczące przepływu informacji w organizacji.
 Wymyślenie i zaprezentowanie swojego pomysłu na firmę, wynalazek; poszukiwanie sponsorów.
K01 – Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (kolokwia wejściowe, test końcowy).
 Wytłumacz, czym jest mistrzostwo osobiste.
 Wytłumacz jak cechy charakteru wpływają na samokształcenie?
K02 – Potrafi pracować zespołowo (jako lider lub członek zespołu), rozumie konieczność systematycznej pracy nad
wszelkimi projektami, które mają długofalowy charakter (kolokwia wejściowe, test końcowy, miniprojekt).
 Przykładowe kazusy dotyczące pracy zespołowej.
 Wymyślenie i zaprezentowanie swojego pomysłu na firmę, wynalazek.
K03 – Rozumie i docenia szczególne znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób;
postępuje etycznie wobec współpracowników projektu (kolokwia wejściowe, test końcowy).
 Przykładowe kazusy dotyczące problemów etycznych.
 Wymyślenie i zaprezentowanie pomysłu grupy na firmę, wynalazek.
29
Chemia
organiczna
i stosowana
30
Język wykładowy:
Chemia proekologiczna
Proecological Chemistry
Język Polski
Chemia
Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej
obowiązkowy
Drugi stopień
Rok studiów:
Semestr:
Pierwszy rok
pierwszy
4
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Teodozja Marianna Lipińska
WIEDZA
zna i rozumie podstawową rolę chemii w kształtowaniu zrównoważonego
rozwoju cywilizacyjnego
ma wiedzę dotyczącą obiegu węgla w przyrodzie i możliwości ograniczenia
emisji dwutlenku węgla i szkodliwych gazów przez stosowanie odnawialnych
źródeł energii i surowców dla przemysłu chemicznego
zna budowę materiałów tworzących biomasę i rozumie, że mogą one być
użyte jako odnawialne źródła energi i surowce do wytwarzania chemikaliów
metodami chemicznymi i biotechnologicznymi
ma wiedzę dotyczącą nowych materiałów i technologii proekologicznych
Symbol efektu
kierunkowego
K_2A_W01 ,
K_2A_Wois02
K2A_Wois05
K_2A_W02, K_2A_W04
K_2A_W04
K_2A_W04, K_2A_W05
UMIEJĘTNOŚCI
Uk01
Uk02
potrafi ocenić materiały i procesy ze względu na wpływ na środowisko
potrafi ocenić materiały, w tym polimery i odpady komunalne pod względem
skierowania ich do odpowiednich metod recyklingu materiałowego lub
energetycznego
K_2A_W01, K_2A_W02,
K_2A_W04, K_2A_W05
K_2A_U01, K_2A_U18,
K_2A_U19
ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z
zakładanym kierunkiem rozwoju opartym o nowe technologie, bazujące na K_2A_K01. K_2A_K02,
Kk01
energii odnawialnej i biomasie jako surowcu chemicznym, które mają zastąpić
K_2A_Kois01
gospodarkę opartą na kopalinach
potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych
K-2A_W14, K_2A_U17,
Kk02
dotyczących roli chemii w zrównoważonym rozwoju cywilizacyjnym
K_2A_K06, K_2A_K07
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi, korzystanie z
literatury oryginalnej, eksperyment laboratoryjny
Wymagania wstępne: znajomość podstawowych zagadnień teoretycznych z chemii organicznej oraz umiejętnośc
praktyczna posługiwania się podstawowym sprzętem laboratoryjnym i prowadzenia podstawowych operacji i syntez z
użyciem związków organicznych. Wymagania dodatkowe: wiedza z podstaw zastosowania metod spektroskopowych
do identyfikacji związków organicznych
31
1. Chemia proekologiczna - epokowa koniecznść zmiany kierunku działań chemików z trendu polegającego
intensywnej eksploatacji i przerobie kopalin na bezemisyjnej chemii nowej generacji opartej na przerobie biomasy
i korzystanie z odnawialnych źródeł energii.
2. Budowa i właściwości polimerów syntetycznych, różne kryteria klasyfikacji
3. Produkcji polimerów syntetycznych w Polsce i na świecie - proekologiczne sposoby różnych metod recykliingu
4. Polimery biodegradowalne, podział budowa, produkcja chemiczna i biotechnologiczna
5. Surowce odnawialne - materiałoznawstwo biomasy, możliwości wykorzystania biomasy pozostałej po
otrzymywaniu żywności i pasz. Biorafinerie - koncepcje i zasady działania.
6. Możliwości kontrolowanego (chemicznego i biotechnologicznego) i pirolitycznego przerobu biomasy
węglowodanowej i lignin. Biopaliwa I i II generacji.
7.Sposoby przerobu tłuszczy, sposoby otrzymywania FAME, FAEE, sposoby i kierunki wykorzystania gliceryny.
8. Sposoby wykorzystania biomasy proteinowej. Pozyskiwanie substancji leczniczych z biomasy (alkaloidy,
steroidy, witaminy) i z procesów biotechnologicznych opartych na biomasie: penicylina, insulina.
9. Odpady komunalne - skład materiałowy - możliwości recyklingu materiałowego i energetycznego surowców
wtórnych i biomasy, problemy bezemisyjnych spalarni.
10. Wykorzystanie mikrofal w laboratoriach chemicznych i w przemyśle, mikrofalowa utylizacja azbestu
11. Rozpuszczalniki organiczne - klasy toksyczności. Zastosowanie płynów nadkrytycznych i cieczy jonowych
jako mediów reakcyjnych w laboratorium i w przemyśle, procesy przepływowe.
12. Gaz łupkowy i podziemne zgazowanie węgla - alternatywne pozyskiwanie surowcow energetycznych. Gaz
syntezowy z biomasy
13. Metody bezpośredniego wykorzystania energii słonecznej - sposób heliotermiczny i helioelektryczny.
Problemy materiałowe konstrukcji ogniw fotowoltaicznych. Wodór jako biopaliwo.
14.Znaczenie nanomateriałow w nowoczesnej gospodarce. Porównywanie tradycyjnych i proekologicznych
chemicznych i biotechnologicznych metod otzymywania farmaceutykow - przykłady.
15. Proekologiczne katalityczne sposoby prowadzenia procesów redoks w skali przemysłowej - koncepcje i
przykłady
1) B. Burczyk, Zielona Chemia Zarys, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2006.
2) B. Marciniec, Misja nauk chemicznych, Wydawnictwo PAN, 2011
3) J. Pielichowski, A. Puszyński, Technologia tworzyw sztucznych, WNT 2003.
4) J. Kijeński, A. K. Błędzki, R. Jeziórska, Odzysk i recykling materiałów polimerowycH, PWN 2011.
5) D Sęk, A. Włochowicz, Chemia polimerów i polimery biodegradowalne, Wydawnictwo Poltechniki Łódziej Filii
w Bielsku-Białej, 1999.
6) W. M. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT 2007
1) P. T. Anastas, J. C. Warner, Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, New York, 1998.
2) Witryna Green Chemistry, U.S. Environmental Protection Agency: http://www.epa.gov/greenchemistry/.
3) K. M. Doxee, J. E. Hutchison Green Organic Chemistry, Strategies, Tools and Laboratory Experiments
University of Oregon, Thomson Brooks/Cole: Australia, Canada, Mexico, Singapore, Spain, United Kingdom,
United States 2004
4) Green Chemistry Network, University of York, UK: http://www.chemsoc.org/networks/gcn/
5) Ekoportal: http://www.ekoportal.eu/strona_glowna/
6) Czasopisma: Green Chemistry (RSC), Journal of Chemical Education i inne dosyępne z portalu UPH
Wykład problemowy z wykorzystaniem środków audiowizualnych.,sprawdzanie zakresu opanowanej wiedzy na
kolokwium końcowym na ostatnim wykładzie.i poprzez tematyczne prezentacje studentów przygotowane na bazie
wykładów i z wykorzystaniem wskazanych indywidualnie źródeł.
Ćwiczenia laboratoryjne polegają na wykonywaniu 6 ćwiczeń zgodnie z opracowanymi procedurami opisanymi w
udostępnionych instrukcjach: 1) przekształcenie oleju roślinnego w biopaliwo FAME - biodiesel, 2) przeprowadzenie
stalego dwutlenku węgla w stan nadkrytyczny i wykorzystanie go do ekstrakcji materiałów roślinnych, 3) identyfikacja
próbek polimerów metodą flotacji i poprzez obserwacje procesu spalania, 4) synteza 2-aryloindoli poprzez
wspomaganą mikrofalami reakcję Fischera, 5) proekologiczna metoda syntezy kwasu adypinowego, 6) recycling
PET z wykorzystaniem reaktora mikrofalowego.
32
Efekty Wk01 – Wk03 i Uk01 sprawdzane będą kolokwium na ostatnim wykładzie, Efekty Wk04, Kk01, Kk02
sprawdzane będą na w trakcie 10 minutowych prezentacji (Power Point). Efekty UK01 i Uk02 sprawdzane będą na
kolokwium pisemnym z ćwiczeń laboratoryjnych
Sprawdzian pisemny z wiedzy przekazanej na wykładzie - 50 pkt, prezentacja ustna studenta nt wybranego tematu
na bazie wiedzy z wykładu i z wykorzystaniem wskazanej literatury - 10 pkt, sprawdzian z podstaw teoretycznych i
aspektów teoretycznych wykonywanych ćwiczen 24 pkt, ocena wykonywanych ćwiczeń i sprawozdań 16 pkt: kazdą
punktowaną formę student musi zaliczyć przynajmniej na 51 % punktów. Łącznie 100 punktów. Punktacja i oceny z
przedmiotu: 100 - 91.0 - ocena 5.0, 90.9 - 81.0 - ocena 4.5, 80.9 -71.0 - ocena 4.0, 70,9 - 61.0 - ocena 3.5, 60.9 51.0 - ocena 3.0.
Aktywność
wykład
30
laboratorium
30
konsultacje
10
przygotowanie do laboratorium i opis ćwiczeń
15
przygotowanie do zaliczenia przedmiotu
15
Obciążenie pracą studenta
100 godzin
4
Załącznik do Sylabusa: Chemia proekologiczna
Przykładowe pytania sprawdzające zakładane efekty kształcenia
Wiedza
Wk01: Student zna i rozumie podstawową rolę chemii w kształtowaniu zrównoważonego rozwoju cywilizacyjnego.
(kolokwium końcowe)



Podać definicję zrównoważonego rozwoju cywilizacyjnego i określić rolę trendu Zielona Chemia
Jakie zadania mają chemicy przy planowaniu nowych wyrobów użytkowych ?
Wyjaśnić na czym polegają zjawiska: a) efekt cieplarniany, b) dziura ozonowa
Wk02: Student ma wiedzę dotyczącą obiegu węgla w przyrodzie i możliwości ograniczenia emisji dwutlenku węgla i
szkodliwych gazów przez stosowanie odnawialnych źródeł energii i surowców dla przemysłu chemicznego
(kolokwium końcowe).


Wyjaśnić dlaczego należy dążyć systematycznie do zmniejszenia używania kopalin dla celów energetycznych
i do zwiększania uprawy biomasy ?
Jakie zadania mają chemicy badający zanieczyszczenia środowiska ?
Wk03: Słuchacz ma wiedzę dotyczącą budowy biomasy jako odnawialnego surowca chemicznego i energetycznego
(kolokwium końcowe)



Dlaczego biomasa węglowodanowa jest preferowana jako surowiec odnawialny ?
W jaki sposób otrzymuje się biopaliwa z tłuszczów ?
W jaki sposób przetwarza się biomasę w biorafineriach ?
Wk04: Student ma podstawową wiedzę dotyczącą nowych materiałów i technologii proekologicznych (kolokwium
końcowe)
33
 Co to są polimery biodegradowalne i jak można je pozyskiwać ?
 Dlaczego nadkrytyczny dwutlenek węgla jest proekologicznym medium reakcyjnym ?
Umiejętności
Uk01: Uczący się ma świadomość ciągłego rozwoju wiedzy dotyczącej nowych materiałów i technologii
proekologicznych (kolokwium końcowe, zadanie literaturowe)
 Dlaczego nanomateriały mogą być pomocne w promowaniu procesów proekologicznych ?
 Na czym polega bezpośrednie przetwarzanie energii słonecznej w energię elektryczną ?
Uk02: Student potrafi ocenić materiały, w tym polimery i odpady komunalne pod względem skierowania ich do
odpowiednich metod recyklingu materiałowego lub energetycznego (kolokwium końcowe)

Jak powinna być przeprowadzana segregacja odpadów a)w gospodarstwach domowych, b) na wysypiskach
odpadów c) w zakładach przemysłowych ?
 Podać sposoby utylizacji biomasy odpadowej
 Podać sposoby recyklingu odpadów z polimerów syntetycznych
Kompetencje społeczne
Kk01: Student ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z rozwojem proekologicznych
metod w chemii laboratoryjnej i przemysłowej (kolokwium końcowe, zadanie literaturowe.)


Jakimi kryteriami powinni kierować się chemicy przy doborze rozpuszczalnika do planowanego procesu
syntezy chemicznej lub oznaczeń analitycznych?
Co oznacza termin „ekonomia atomowa” i jak należy uwzględniać w planowaniu syntez chemicznych ?
Kk02: Student potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień dotyczących proekologicznych aspektów
nowych metod i modyfikowanych procesów technologicznych i biotechnologicznych (kolokwium końcowe, zadanie
literaturowe).


Wytłumaczyć aspekt proekologiczny wybranego nowego procesu opisanego w czasopiśmie Green Chemistry
(rozumienie tekstu w języku angielskim, zadanie literaturowe).
Dlaczego nowe wieloskładnikowe układy katalityczne do utleniania pozwalają używać jako tlen lub nadtlenek
wodoru jako zasadnicze utleniacze?
34
Język wykładowy:
Chemia środowiska
Environmental Chemistry
język polski
Chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej, Zakład Chemii środoviska
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
pierwszy
5
Prof. dr hab. N. Erchak
Efekty kształcenia
Symbol efektu
WIEDZA
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Student zna o typach wiązań i oddziaływań chemicznych w środowisku
oraz procesach glebowych i wodnych, strukturalno – funkcjonalnych
parametrach gleby , procesach utworzenia i degradacji gleby, wodach
powierzchniowych i podziemnych, wodach mineralnych i wodach do picia,
zanieczyszczeniach wód i wskaźnikach jakości wód i ich ochrony
Student ma podstawowe wiedzę o geochemicznym gromadzenie energii
słonecznej, głównych cyklach geochemicznych oraz głównych
pierwiastkach w skorupie ziemskiej, efekcie cieplarnianym, odpadach
komunalnych i przemysłowych , oraz antropogenicznych wpływach na
środowisko , metali ciężkich, radionuklidów , WWA, azotanów, nawozów,
niebezpiecznych związków organicznych i nie organicznych, biogenów
Student potrafi przeprowadzić analizą wód wg norm: oznaczanie
wybranych wskaźników jakości wód.
Student zna zasady budowy oraz działanie podstawowych przyrządów
mających zastosowanie w badaniach chemii środowiska.
Symbol efektu
kierunkowego
K_ Wk02,
K_Wk04
K_Wk04
K_Wk06
K_Wk06
K_Wk12
UMIEJĘTNOŚCI
Uk01
Uk02
Potrafi prawidłowo przeprowadzić analizą i oznaczanie wybranych
wskaźników jakości wód .
Potrafi prawidłowo przeprowadzić analizę z zastosowaniem podstawowych
przyrządów mających zastosowanie w badaniach chemii środowiska.
K_Uk14
K_Uk17
K_Uk07
K_Uk18
K_Uk19
Kk01
Kk02
Ma świadomość ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego
kształcenia.
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych
K_Kk01
K_Kk07
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi, eksperyment
laboratoryjny, pomiar z obliczeniami
Znajomość z podstawowymi wiadomościami z chemii środowiska, zagadnieniami dotyczącymi stanu i skutków
zanieczyszczenia środowiska, wybranymi metodami i technikami zagospodarowania
35
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Ziemia . Rozmieszczenie pierwiastków. Główne pierwiastki w skorupie ziemskiej.
Cykle geochemiczne. Wodór, tlen, woda, węgiel, azot, fosfor, krzem, siarka, żelazo , glin, wapń, magnez,
sód, potas.
Chemiczne wiązania i oddziaływania w środowisku.
Utworzenie gleby. Procesy glebowe.
Strukturalno – funkcjonalne parametry gleby .
Próchnica glebowa. Próchnica wodna.
Nie burząca technika analizy gleby .
Procesy degradacyjne glebowe .
Antropogeniczne wpływy na gleby .
Wody powierzchniowe i podziemne .
Wody mineralne i woda do picia .
Prawo dotyczące jakości wód i ich ochrony .
Substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska . Metali ciężkie , radionuklidy, azotany, WWA,
niebezpieczne związki organiczne i nie organiczne , nawóz .
Oczyszczanie ścieków. Usuwanie biogenów . Biogaz. Osady ściekowe.
Odpady komunalne. Odpady przemysłowe. Gospodarowanie odpadami.
Laboratorium:
Analiza wód wg norm: oznaczanie wybranych wskaźników jakości wód: pH , przewodnictwa wody,
zasadowości, twardości, związków azotu (jonów amonowych i azotanów), fosforanów, tlenu rozpuszczonego,
chemicznego i biochemicznego zapotrzebowania tlenu, chlorków.
1. G.W.van Loon, S.J.Duffy, Chemia środowiska, PWN, 2008.
2. P.O’Neil, Chemia środowiska, PWN, 1998.
3. M.Kļaviņš, Aquatic Humic Substances: Characterisation, Structure and Genesis, Riga 1997(eng).
4. H.Elbanowska, J.Zerbe, J.Siepak, Fizyczno– chemichne badania wód, UAM, 1999.
5. Z.Karaczun, L.Indeka, Ochrona środowiska, Aries, 1999.
6. S.N.Chukov, Strukturo – funkcional’nyje parametry organicheskogo veshchestva pochv v
uslovijach antropogennogo vozdejstvija, Sankt-Peterburgskij Universitet, 2001(russ)
1. Normy szczegółowe polskie i europejskie dot. Oznaczania jakości wód.
Roczniki GUS – dane statystyczne o stanie środowiska w Polsce.
2. The Handbook of Environmental Chemistry. Water Pollution, Vol5, Part A., E, Ed. O.Hutzinger, Springer –
Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hong Kong, Barcelona (eng. )
Wykład tradycyjny z wykorzystaniem środków audiowizualnych. Ćwiczenia: słowna metoda problemowa,
sprawdzanie zakresu opanowanej wiedzy w zaliczeniach laboratorium. Laboratorium : umiejętności wykonania
oznaczania wybranych wskaźników jakości wód na podstawie przeprowadzonych analiz
Efekty Wk04, Uk01, Uk02, Kk02 sprawdzane będą na 2 kolokwiach w ramach laboratorium. Efekty Wk01 – Wk03 i
Kk01 sprawdzane będą na 2 kolokwiach z ćwiczeń oraz egzaminie pisemnym.
36
Sposób uzyskania punktów:
1. laboratorium, zaliczenia - 30 punktów
2. zaliczenia kolokwiów - do 20 punktów (10 x 2)
3. egzamin pisemny - do 50 punktów
Warunek zaliczenia przedmiotu:
Trzy oceny z modułu stanowią oceną przedmiotu:
Ocena
0-50
2,0
50.1-60
3,0
60.1-70
3,5
70.1-80
4,0
80.1-90
4,5
90.1-100
5,0
Poprawy:
Jednorazowa poprawa każdego kolokwium w trakcie zajęć w semestrze. Dwie poprawy obu kolokwiów w sesji
egzaminacyjnej, odpowiednio przed drugim i trzecim terminem egzaminu pisemnego.
Aktywność
30 godz.
Laboratorium, wykonywanie, zaliczenie
Samodzielne przygotowanie się do laboratorium i
sprawozdań
Udział w konsultacji z przedmiotu
45 godz.
14 godz.
Przygotowanie się do egzaminu i obecność na egzaminie
30 godz.
30 godz.
1 godz.
150 godz.
5 ECTS

Załącznik do Sylabusu: Chemia środowiska
Przykładowe Pytania i zadania sprawdzające zakładane efekty kształcenia
Wiedza:

W01 – Student wykazuje się znajomością współczesnej chemii środowiska i tendencji jej rozwoju (kolokwia
wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Wytłumacz cykle geochemiczne wodoru, tlenu, wody, węgla, azotu, fosforu, krzemu, siarki, żelaza ,
glinu, wapnia, magnezu, sodu, potasu.

Wytłumacz efekty (p – d)π – oddziaływania w związkach krzemu, fosforu, siarki

W02 – Zna podstawowe metody analizy wód wg norm: oznaczanie wybranych wskaźników jakości wód: pH ,
przewodnictwa wody, chlorków, zasadowości, twardości, związków azotu (jonów amonowych i azotanów),
fosforanów, tlenu rozpuszczonego, chemicznego i biochemicznego zapotrzebowania tlenu. (kolokwia wejściowe,
działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Scharakteryzuj zasady oznaczania chlorków i azotanów w wodzie pitnej

Scharakteryzuj zasady oznaczania chemicznego zapotrzebowania tlenu

W03 – Zna i rozumie teoretyczne zasady chemii środowiska (kolokwia działowe, egzamin).

W czym jest specyfika budowy warstwy elektronicznej wiązań chemicznych w związkach
chemicznych węgla?

Wytłumacz mechanizm utworzenie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych przy spalani
paliwa
W04 Zna i rozumie podstawowe relacje wiążące właściwości chemiczne oraz fizykochemiczne składników glebowych
(kolokwia wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Scharakteryzuj pojęcia: wiązania wodorowe – mechanizm powstania wiązań wodorowych. Wiązania
mostkowe wodorowe – mechanizm powstania wiązań. Cykle geochemiczne wody. Wody powierzchniowe i
podziemne.
37

Scharakteryzuj pojęcia: Próchnica. Próchnica wodna. Kwasy huminowe. Kompleksy organiczno –
mineralne

W05. Zna składniki zagrożenia środowiska (kolokwia wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin).
Scharakteryzuj działalność węglowodorów chlorowanych w środowisku

Scharakteryzuj główne metali ciężkie zagrażające środowisku
Umiejętności:
U01 – Potrafi scharakteryzować sposoby analizy wód (kolokwia wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Podaj zasady oznaczania amoniaku w wodzie

Podaj zasady oznaczania twardości wody

Wymień metody stosowane do oznaczania chemicznego zapotrzebowania tlenu

U02 – Potrafi określić rolą (p – d)π – oddziaływań w procesach glebowych (kolokwia działowe, analiza sprawozdań,
egzamin).

Podaj zasady utworzenia wiązań podwójnych na przykładzie fosforu i siarki

Wytłumacz energii wiązań Si - O w materiale krzemianowym w środowisku.

U03 – Zna zagrożenia środowiskowe (kolokwia wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin). Które procesy
można odnieść do procesów degradacyjnych glebowych? .

Podaj antropogeniczne wpływy na gleby
U04 – Wykazuje się znajomością ze specyfiką budowy zewnętrznego warstwa elektronowego węgla, azotu,
tlenu(kolokwia wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Podaj główne przyczyny powstania WWA przy spalani paliwa (gaz, benzyna, solarka, mazut, drewno,
węgiel, brykiet torfowiskowy)

Podaj mechanizm powstania próchnicy glebowej

Podaj mechanizm powstania wiązań wodorowych mostkowych w środowisku
U05 – Potrafi zastosować wiedzą o chlorowanych pochodnych węglowodorów w środowisku(kolokwia wejściowe,
działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Podaj główne zanieczyszczenia środowiska z udziałem polichlorowanych węglowodorów

Podaj główne zagrożenia powstające od chlorowanych pochodnych węglowodorów.
U06 – Potrafi zaplanować porządne zagospodarowanie środowiska(kolokwia wejściowe, działowe, analiza
sprawozdań, egzamin).

Podaj organiczne składniki gleby i ich roli w środowisku ( Próchnica. Próchnica wodna. Kwasy
huminowe. Kompleksy organiczno – mineralne). Pojęcie o etalonie glebowym.

Podaj przyczyny procesów degradacyjnych glebowych . Antropogeniczne wpływy na gleby
K01 – Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (kolokwia wejściowe, działowe,
analiza sprawozdań, egzamin).

Zwróć uwagę na zasady teoretyczne chemii środowiska. Podaj błędy w konfiguracji elektronowej
węgla, azotu, tlenu w Układzie Okresowym Pierwiastków D.I.Mendelejewa.

Zwróć uwagę na zasady teoretyczne produkowania WWA podczas spalania paliwa
K02 – Potrafi pracować w zespole i rozumie znaczenie uczciwości intelektualnej i wkładu działań własnych i innych
osób (kolokwia wejściowe, działowe, analiza sprawozdań, egzamin).

Skomentuj wiedzę otrzymane na zajęciach z chemii środowiska, najpierw z wykorzystania Układa
Okresowego Pierwiastków D.I.Mendelejewa

Podaj „know have” otrzymane na zajęciach z chemii środowiska niedostępne w literaturze
nowoczesnej
Wykład 1 - Literatura chemiczna
Lecture 1 - The chemical literature
38
Język
wykładowy:
język polski
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: chemia
Organicznej
Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia
(obowiązkowy/fakultatywny):
Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego
stopnia):
Rok studiów:
pierwszy
Semestr:
pierwszy
(wiedza, umiejętności,
kompetencje społeczne)
prof. dr hab. A. Rykowski
Odniesienie do
efektów kierunkowych
Symbol
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Kk01
Kk02
drugiego stopnia
1
Imię i nazwisko koordynatora
przedmiotu:
Efekty kształcenia
obowiązkowy
Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych
kierunków rozwoju chemii
Zna język angielski na poziomie
średniozaawansowanym (B2)
wystarczającym do czytania literatury
fachowej
Umie korzystać twórczo z literatury fachowej,
baz danych oraz innych źródeł informacji
Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy
w stopniu niezbędnym do samodzielnej
pracy w zawodzie chemika
Zna ograniczenie własnej wiedzy i rozumie
potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach
samokształcenia
Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje
w literaturze, także w językach obcych
CH2A_W01
CH2A_W04
CH2A_Wois02
CH2A_W10
CH2A_W11
CH2A_W16
CH2A_K01
CH2A_Kois01
CH2A_K06
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi i zbiorami
bibliotecznymi oraz komputerowymi bazami danych
Wymagania wstępne i dodatkowe: Bierna znajomość języka angielskiego
Treści modułu
kształcenia:
1.Kodeks pracy oraz akty prawne stanowiące o bezpieczenstwie i higienie pracy
w laboratorium chemicznym. Karty charakterystyki, wykazy związków
toksycznych i rakotwórczych.
2.Podział literatury chemicznej: wydawnictwa periodyczne i książkowe. Prace
oryginalne i referatowe. Czasopisma referujące.
3.Drukowane bazy danych.
4.Chemical Abstrats: skorowidz autorów,wzorów sumarycznych, rzeczowy, słów
kluczowych, patentów, związków chemicznych.
5.Beilsteins Handbuch der organischen Chemie: klasyfikacja 27 tomów,
uzupełnienia dzieła głównego, indeksy wzorów sumarycznych.
6.Komputerowe bazy danych:Belstein i Reaxys on line.
39
7.Czasopisma periodyczne dostępne w bazach: Science Direct, RSC, Springer
Verlag, Medline, Taylor & Francis, Wiley, ACS.
8.Monografie, słowniki, kalendarze, podręczniki akademickie.
9.Posługiwanie się literaturą chemiczną w celu uzyskania pożądanej informacji.
10.Katalogi związków chemicznych i aparatury chemicznej.
11. Praca dyplomowa. Układ pracy dyplomowej. Pisanie pracy dyplomowej-szkic
roboczy.
Literatura podstawowa/dodatkowa
1. Nowy Kodeks Pracy 1996r.
2. A. Vogel "Preparatyka Organiczna" PWN 2006r.
3. J. Leonard i in. "Advanced Course in Organic Chemistry" London
1998r.
Literaura dodatkowa:
1. Wykaz związków rakotwórczych.
2. Wykaz związków toksycznych.
3. Karty charakterystyki.
Planowane formy/działania/metody dydaktyczne
Sposoby weryfikacji określonych
efektów kształcenia osiaganych
przez studenta:
Forma i sposób
zaliczenia
(wraz z kryteriami
oceniania):
Wykład problemowy z wykorzystaniem środków
audiowizualnych, zasobów bibliotecznych oraz
dostępnych baz danych
Efekty Wk01-04 i Kk01 i Kk02 będą sprawdzone na egzaminie
ustnym
Egzamin polega na analizie wybranych przez studenta tekstów w języku
angielskim z danej dziedziny chemii i ich prezentacja połączona z dyskusją i
oceną Ocena uwzględnia umiejętność gromadzenia danych na wskazany przez
wykładowcę temat, stopień ich zrozumienia oraz sposób prezentacji. Skala ocen:
5.0; 4+; 4.0;3+;3.0; 2.0.Ocena bardzo dobra obejmuje wszystkie powyższe
wymagania, dobra przynajmniej dwa a dostateczna jedno.
Punkty ECTS za przedmiot - 1 ECTS.
Obciążenie pracą studenta 30 godzin: wykład -15, przygotowanie tekstu
anglojęzycznego i jego prezentacja - 15.
Załącznik do sylabusa:

Przykładowe pytania weryfikujące efekty kształcenia
WIEDZA
Wk01 Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii
1. Z jakich żródeł bibliograficznych możesz uzyskać informacje na temat aktualnych kierunków chemii?
2. Jakie znasz bazy biblograficzne, chemiczne?
Wk02 Zna język angielski na poziomie średniozaawansowanym (B2) wystarczającym do czytania literatury fachowej
1. Na podstawie abstraktu z Tetrahedron powiedz co jest tematem publikacji?
2. Napisz syntezę chlorku propylu po angielsku.
Wk03 Umie korzystać twórczo z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł informacji
1. Czym różnią się e-czasopisma od baz danych?
2. Podaj co najmnie 4 przykłady baz danych?
Wk04 Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopniu niezbędnym do samodzielnej pracy w zawodzie chemika
40
1. Podaj zasady bezpiecznej pracy w laboratorium chemicznym.
2. Jakie środki ostrożności należy zachować podczas pracy ze związkami lotnymi?
KOMPETENCJE
Kk01 Zna ograniczenie własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia
1. Do jakich związków należy butylolit?
2. W jaki sposób znajdziesz informacje na temat 1,2,4-triazyny?
Kk02 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach obcych
1. W jaki sposób znajdziesz informacje dla związku o strukturze C6H5SO2NH2?
2. Jaką rolę spełniają e-booki?
41
Język
wykładowy:
Chemia i Analiza Żywności
Chemistry and Analysis of Food
język polski
Chemia, specjalność: Chemia Organiczna i
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: Stosowana
Instytut Chemii
stopnia):
Rok studiów:
Pierwszy uzupełniający
Semestr:
drugi
Drugiego stopnia
10
przedmiotu:
Efekty kształcenia
obowiązkowy
dr hab. Mirosława Ossowska-Chruściel
Odniesienie do
Symbol
Zna i rozumie podstawowe prawa chemiczne
CHmW01 i fizykochemiczne w odniesieniu do chemii
Zna i rozumie znaczenie chemii i jej rolę w
żywności. Zna budowę chemiczną
CHmW02
naturalnych składników żywności. Zna
sposoby kontroli jakości żywności
Zna budowę chemiczną naturalnych i
CHmW03 dodanych składników żywności i reakcje
między nimi
Potrafi w sposób zrozumiały zaplanować tok
analizy chemicznej wybranego produktu
spożywczego.
Potrafi wykonać analizę chemiczną
składników żywności w oparciu o
CHmU02
odpowiednie normy i nowoczesne metody
analizy chemicznej
Ma świadomość konieczności pogłębiania
swojej wiedzy w związku z coraz nowszymi
CHmK01
odkryciami i nowymi metodami
analitycznymi.
CHmU01
CH2A_W02
żywności
CH2A_W06
CH2A_W08
CH2A_W04,
CH2A_Wois06
CH2A_W06,
CH2A_Wois03,
CH2A_Wois01
CH2A_U14,
CH2S_Uois01
CH2A_U13, CH2A_U18,
Ch2A_Uois02
CH2A_K01,
Wykład i ćwiczenia laboratoryjne
Wymagania wstępne i dodatkowe: Znajomość terminologi chemicznej z chemii żywności,
42
przewidywanie reakcji niepożądanych w żywności, samodzielne
przygotowanie próbek i przeprowadzenia analizy żywności.
1.Energetyczne, budulcowe i wspomagające składniki żywności. Charakterystyka surowców bogatych w
sacharydy, tłuszcze i białka. Owoce i warzywa źródłem składników wspomagających. Rodzaje, właściwości wody
i jej rola w żywności. Metody ilościowego oznaczania wody w produktach spożywczych
2. Monosacharydy, oligosacharydy i polisacharydy w żywności. Rola sacharydów w żywności. Względna
słodkość sacharydów. Przemiany sacharydów podczas przechowywania, przetwarzania i obróbki cieplnej
żywności. Zastosowanie polisacharydów w żywności modyfikowanej. Metody ilościowego oznaczania
sacharydów w żywności. Syntetyczne substancje słodzące.
3. Struktury białek. Hydrofobowość białek i jej wpływ na funkcjonalne własności białek. Reakcje Maillarda
pomiędzy cząsteczkami białka w podwyższonej temperaturze. Reakcje Maillarda między białkami a sacharydami.
Reakcje utlenienia, tworzenie się wolnych rodników, reakcje w środowisku zasadowym. Metody ilościowego
oznaczania białek w żywności.
4. Lipidy, podział, nazewnictwo i klasyfikacja. Charakterystyka kwasów tłuszczowych, NNKT i ich własności
funkcjonalne.Sposoby analizy ogólnej zawartości tłuszczów i kwasów tłuszczowych w żywności. Ocena jakości
tłuszczów spożywczych.
5. Reakcje charakterystyczne kwasów tłuszczowych i trigliceroli z białkami i sacharydami zachodzące w żywności
przechowywanej i przetwarzanej.
6. Alkohole lipidowe, budowa chemiczna wyższych alkoholi tłuszczowych, sterole zwierzęce i fitosterole, ich rola
funkcjonalna w żywności. Substancje barwne tłuszczów; karotenole i lipochromy.
7. Reakcje utlenienia tłuszczów, autooksydacja, utlenianie termiczne. Produkty utlenienia lipidów. Oznaczanie
zawartości nadtlenków w tłuszczach spożywczych. Przeciwutleniacze i mechanizm ich działania
8. Tłuszcze jadalne, charakterystyka i skład surowców tłuszczowych. Przemiany polimorficzne w tłuszczach.
Sposoby pozyskiwania tłuszczów jadalnych.
9. Składniki mineralne zawarte w żywności: charakterystyka, właściwości i znaczenie najważniejszych
składników. Straty składników podczas przechowywania i przetwarzania żywności. Sposoby oznaczania
10. Witaminy w surowcach żywnościowych. Charakterystyka witamin rozpuszczalnych w wodzie i tłuszczach,
budowa chemiczna, podstawowe funkcje i przemiany chemiczne podczas przechowywania i przetwarzania
żywności. Metody analizy zawartości witamin w produktach spożywczych.
11. Barwniki naturalne i sztuczne, budowa chemiczna i własności. Ograniczenia stosowania barwników
syntetycznych w żywności.
12.Związki zapachowych, związki zapachowe warzyw i owoców, związki zapachowe powstałe podczas
ogrzewania żywności. Aromaty syntetyczne.
13. Związki polifenolowe, podział, budowa, przemiany i funkcje biologiczne. Sposoby izolowania z surowców
roślinnych i ich oznaczania.
14. Charakterystyka fitocydów, saponitów i glikozydów, występowanie, budowa, reakcje chemiczne, właściwości
biologiczne, metody oznaczania
15.Sposoby fałszowania żywności i metody ich wykrywania.
16. Żywność wzbogacona i modyfikowana, cele modyfikacji, aspekty pozytywne i negatywne.Regulacje prawne.
Literatura
podstawowa/dodatkowa:
1. Praca zbiorowa pod redakcją Zdzisława E. Sikorskiego „Chemia
Żywności”, WNT 2007r.
2. Praca zbiorowa pod redakcją Zdzisława E. Sikorskiego
„Chemiczne i funkcjonalne własności składników żywności” WNT
2002
3. Praca zbiorowa pod redakcją Urszuli Świetlikowskiej „Surowce
spożywcze”, Wydawnictwo SGGW, W-a 1995r.
4. Praca zbiorowa pod redakcją Anny Gronowskiej-Senger „Analiza
żywności”, Wydawnictwo SGGW, W-a 1999r
5. Praca zbiorowa pod redakcją Piotra P. Lewickiego „Inżynieria
43
procesowa i aparatura przemysłu spożywczego”, WNT, Warszawa
1999r.
6. H-D., Belitz and W. Grosch „Food Chemistry”, Springer, 1999.
Wykład tradycyjny wspomagany technikami
multimedialnymi.
Ćwiczenia laboratoryjne w pracowni chemii i
analizy żywności wyposażonej w niezbędny sprzęt
laboratoryjny. Zamieszczanie na stronach
internetowych problemów i instrukcji do ćwiczeń.
Weryfikacja wiedzy - egzamin pisemny testowy oraz kolokwia
cząstkowe na zajęciach laboratoryjnych, weryfikacja umiejętności na
ćwiczeniach laboratoryjnych
przez studenta:
Forma i sposób
Warunek uzyskania zaliczenia przedmiotu: wykonanie wszystkich
zaliczenia
zaplanowanych ćwiczeń i zaliczenie kolokwiów cząstkowych.
(wraz z kryteriami
1. za wykonanie ćwiczenia i opracowanie wyników 0-5 punktów.
oceniania):
2. punkty za kolokwium 0-5
Sumarycznie student może uzyskać za jedno ćwiczenie od 0 do 10 punktów.
Oceny:
5,5-6 punktów – dst ; 6,5-7 punktów - dst+ ; 7,5-8 punktów – db
8,5-9 punktów – db+ ; 9,5-10 punktów – bdb
Ocena końcowa - srednia z ocen cząstkowych
Poprawy:
Poprawa każdego kolokwium w trakcie zajęć w semestrze.
Aktywność
45 godz.
60 godz.
25 godz.
25 godz.
30 godz.
35 godz.
220 godz.
10 ECTS
Załącznik do sylabusa Chemia i Analiza Żywności
Przykładowe pytania:
Wiedza:
CH_W01 Student posiada poszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych dziedzin chemii
Zna nowoczesne techniki laboratoryjne
 Jakie nowoczesne techniki laboratoryjne będą szczególnie przydatne w Chemii i analizie żywności
 Jakie zasadnicze działy z obszaru chemii organicznej są przydatne w analizie żywności
CH_W02 Student zna i rozumie podstawowe prawa chemiczne i fizykochemiczne w odniesieniu do chemii żywności.
Zna i rozumie znaczenie chemii i jej rolę w żywności. Zna budowę chemiczną naturalnych składników żywności.
44

Na ile znajomość praw fizycznych i chemicznych w odniesieniu do żywności, która najczęściej ma złożony
skład chemiczny, w szczególności do żywności przetworzonej jest użyteczna w ocenie żywności. Uzasadnić
to na wybranym przykładzie, np. mleko i wyroby mleczne
 Charakterystyka budowy chemicznych naturalnych składników żywności w odniesieniu do jej zastosowań
CH_W03 Zna budowę chemiczną składników żywności i substancji obcych wprowadzanych celowo i w sposób
przypadkowy do żywności i możliwości interakcji między tymi składnikami.
 Jaką rolę pełnią dodawane składniki do żywności z punktu widzenia ich budowy chemicznej
 Jakich można oczekiwać interakcji pomiędzy dodatkami funkcjonalnymi do żywności a pożądanym efektem
poprawy jakości żywności
CH_W04 Zna sposoby utrwalania, przechowywania i przetwarzania żywności. Zna metody kontroli jakości żywności
 Wymienić znane i używane powszechnie metody utrwalania żywności bez zmiany jej jakości
 Wymienić jakie najczęściej metody stosowane są do kontroli jakości żywności
CH_W05 Zna warunki możliwych przemian chemicznych miedzy składnikami żywności oraz substancjami dodanymi
 Na przykładzie dodawania lub zmniejszania poziomu wody w żywności wykazać jej wpływ pozytywny i
negatywny
 Na ile substancje dodane do żywności mogą, na skutek przemian chemicznych, prowadzić do polepszenia lub
pogorszenia jakości żywności
Umiejętności:
CH_U01 Potrafi w sposób zrozumiały zaplanować tok analizy chemicznej wybranego produktu spożywczego.
 Na wybranym przykładzie produktu żywnościowego podać prawidłowy tok analizy
 Zasada kolejności postępowania w analizie określenia np. zawartości kwasów
CH_W02 Umie wykonać analizę chemiczną poszczególnych składników żywności w oparciu o odpowiednie normy.
Potrafi zestawić potrzebną aparaturę do analizy chemicznej
 Określić etapy analizy chemicznej prowadzące do określenia np. zawartości tłuszczu w żywności
 Narysować schemat i omówić metodę do określenia zawartości wody przy użyciu np. aparatem Soxleta
CH_W03 Potrafi przewidzieć możliwe reakcje chemiczne zachodzące w żywności podczas jej przechowywania i
przetwarzania
 Wymienić prawdopodobne reakcje chemiczne i opisać procesy fizyczne towarzyszące przechowywaniu
żywności w różnych warunkach (temperatury i ciśnienia)
 Jaki reakcje zachodzące w trakcie przetwarzania żywności mogą prowadzić do zmian jakości żywności pod
wpływem temperatury i ciśnienia
CH_W04 Umie zastosować nowoczesne metody analizy chemicznej do analizy żywności
 Wymienić nowoczesne metody analizy termicznej do określenia trwałości żywności
 Zaplanować wybór nowoczesnych metod analizy chemicznej do oznaczenia np. kwasów tłuszczowych;
monosacharydów, oligosacharydów i polisacharydów w żywności
CH_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego kształcenia

Czy i jak niekompetencja w opisie składu żywności może prowadzić do nieprawidłowego złożonych
produktów żywności
 W jaki sposób rozwój nowych technologii wpływa na wybór drogi procesów technologicznych w produkcji
żywności przetworzonej
CH_K02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień z chemii żywności
 Czy obecnie stosowana żywność modyfikowana typu GMO jest uzasadniona tylko ekonomicznie
 Przedyskutować wpływ tzw. dodatków funkcyjnych na jakość żywności.
45
Język wykładowy:
Chemia cząstek aktywnych (wykład 2)
Chemistry of Active Species
polski
Chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej
fakultatywny
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
drugi
3
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
W_01
W_02
W_03
W_04
Stanisław Ostrowski
WIEDZA
Posiada poszerzoną wiedzę z chemii organicznej.
Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii organicznej.
Posiada pogłębioną wiedzę z zakresu wybranej specjalności chemicznej
pozwalającą na samodzielną pracę eksperymentalną.
Umie twórczo korzystać z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł
informacji.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01
K_W04, K_Wois02
KW_06
K_W14
UMIEJĘTNOŚCI
U_01
U_02
U_03
U_04
Posiada umiejętność poprawnego wnioskowania.
Umie na poziomie zaawansowanym i obejmującym chemię współczesną
stosować oraz przedstawić w mowie i piśmie założenia chemii organicznej.
Potrafi określić swoje zainteresowania i je rozwijać; w szczególności jest w stanie
nawiązać kontakt ze specjalistami w swojej dziedzinie, np. rozumieć ich wykłady
przeznaczone dla chemików.
Potrafi formułować wnioski i przeprowadzać dowody służące rozwiązywaniu
podstawowych problemów chemii organicznej.
K_U05
K_U12
K_U17
K_U19, K_Uois02
K_01
K_02
K_03
K_04
K_05
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w
ramach samokształcenia.
Potrafi precyzyjnie formułować pytania, służące pogłębieniu własnego
zrozumienia danego tematu lub odnalezieniu brakujących elementów
rozumowania.
Rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i
innych osób; postępuje etycznie.
Rozumie potrzebę popularnego przedstawiania laikom wybranych osiągnięć
nowoczesnej chemii.
Potrafi formułować własne opinie dotyczące podstawowych zagadnień
chemicznych.
K_K01
K_K02, K_Kois01
K_K04
K_K05
K_K07
wykład (30 godz.)
46
Chemia organiczna I, Chemia organiczna II
Wykłady:
Wprowadzenie do chemii cząstek aktywnych – klasyfikacja, struktura.
Karbokationy. Klasyfikacja reagentów elektrofilowych i metody wytwarzania karbokationów (rozpad
heterolityczny/rozszczepienie wiązania C-Z, addycja kationów do wiązań nienasyconych, utrata elektronu przez
obojętne cząstki/rodniki, izomeryzacja). Wybrane reakcje karbokationów: schemat ogólny reakcji elektrofilowej,
tworzenie acetali konkurujące z powstawaniem eterów halometylowych, karbokationy wytwarzane z nitryli i ich
reakcje (kwasowa hydroliza do amidów, synteza iminoeterów Pinnera, synteza N-podstawionych amidów w reakcji
Rittera, reakcja Gattermanna-Kocha). Reakcje karbokationów z CO, niektóre wybrane przykłady reakcji FriedlaCraftsa i przegrupowanie Friesa. Reakcje acetali z eterami winylowymi, insercja acetylenu i etylenu do chlorków
kwasowych, aminometylowanie i chlorometylowanie związków aromatycznych. Polimeryzacja kationowa i reakcje
przebiegające z udziałem elektronów wiązań σ(C-H) i σ(C-C) (przegrupowania, fragmentacje). Stosowane
rozpuszczalniki i reakcje konkurencyjne w chemii karbokationów. Trwałość karbokationów: efekt indukcyjny,
hiperkoniugacja, efekt mezomeryczny, oddziaływanie z wolnymi parami elektronowymi heteroatomów usytuowanych
w pozycji α-, oddziaływanie z heteroatomami usytuowanymi w pozycji β-, efekt aromatyzacji, stabilizowanie
nieklasyczne (poprzez karbokationy mostkowe). Trwałość karbokationów jako kryterium reaktywności.
Karboaniony. Definicja i struktura karboanionów. Metody wytwarzania (oderwanie protonu za pomocą zasady,
wymiana halogen-metal, tworzenie dianionów w reakcjach związków karbonylowych z sodem (potasem), addycja
nukleofili do wiązań nienasyconych, addycja nukleofili do karbenów). Trwałość karboanionów (efekt hybrydyzacyjny,
efekt indukcyjny, sprzężenie p-d, efekt aromatyzacji). Kwasowość kinetyczna i termodynamiczna
(skale Bordwella, Buncela, Streitwiesera Juniora i McEwena). Wybrane reakcje karboanionów: alkilowanie; reakcje z
wiązaniami podwójnymi >C=Z (np. reakcja Wittiga, reakcja Petersona, reakcja Darzensa, reakcje z ylidami
siarkowymi, reakcje z CO2 i CS2); reakcje z wiązaniami wielokrotnymi węgiel-węgiel (np. addycja Michaela,
cyklopropanowanie, mechanizm addycji-eliminacji); reakcje karboanionów z centrum elektrofilowym na
heteroatomach (reakcje związków Grignarda, podstawienie X-filowe, reakcje z estrami kwasu azotawego). Reakcje
karboanionów z elektrofilowymi związkami aromatycznymi (np. S NAr, VNS, ONSH).
Karbeny i nitreny. Definicja i struktura karbenów. Metody wytwarzania (rozpad chemiczny i fotolityczny, rozkład
zasadowy, rozpad termiczny związków rtęcioorganicznych i soli kwasów karboksylowych). Karbeny elektrofilowe,
nukleofilowe i amfifilowe. Niektóre reakcje karbenów (addycja do wiązań podwójnych, reakcje z aminami i Onukleofilami, reakcje insercji). Podobieństwa i różnice w chemii karbenów i nitrenów.
Wolne rodniki. Struktura rodników. Wytwarzanie rodników (rozpad termiczny, wytwarzanie fotochemiczne). Reakcje
rodników: sprzęganie i dysproporcjonacja, fragmentacje, podstawienie na nienasyconych atomach węgla i w
pierścieniu aromatycznym, addycja do wiązań nienasyconych, przegrupowania, reakcje utleniania.
Mechanizmy estryfikacji i hydroliza estrów: AAC2, AAC1, AAL1, BAC2, BAL2, BAL1.
1. M.B. Smith, J. March, March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 6th Ed.,
Wiley-Interscience, Hoboken, New Jersey, 2007.
2. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Chemia organiczna, t.1,2,3,4 (tłum. z j. ang.), WN-T,
Warszawa, 2009-2011.
3. J. McMurry, Chemia organiczna, t.1,2,3,4,5 (tłum. z j. ang.), PWN, 2005 (i wydania wcześniejsze).
4. O.A. Reutov, I.P. Beletskaya, K.P. Butin, CH-Acids, Pergamon, New York, 1978.
5. E. Buncel, Carbanions: Mechanistic and Isotopic Aspects, Elsevier, Amsterdam, 1975.
1. D.J. Cram, Fundamentals of Carbanion Chemistry, Academic Press, New York, 1965.
2. W. Kirmse, Carbene Chemistry, Academic Press, New York, 1971.
Wykład: konwencjonalny, problemowy, słowna metoda problemowa, nauka własna na podstawie podanej literatury.
Efekty W_01 – W_04, U_01 – U_04 i K_01 – K_05 sprawdzane będą na kolokwium pisemnym na końcu semestru.
47
Warunek uzyskania zaliczenia przedmiotu:
uzyskanie oceny co najmniej dostatecznej z pisemnego kolokwium przeprowadzanego na końcu semestru; punktacja
i ocenianie w/g Regulaminu studiów
kolokwium oceniane w skali 0-100 pkt
Poprawy:
Możliwość poprawy kolokwium w sesji egzaminacyjnej.
Aktywność
30 godz.
Udział w konsultacjach godz. z przedmiotu
Przygotowanie się do kolokwium i obecność na
kolokwium
15 godz.
75 godz.
3 ECTS
30 godz.
Załącznik do Sylabusa: Chemia cząstek aktywnych
Wiedza:
W_01 – Posiada poszerzoną wiedzę z chemii organicznej.
 Wymień znane ci cząstki aktywne. Podaj precyzyjne definicje.
 Narysuj struktury ogólne znanych Ci cząstek aktywnych.
W_02 – Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii organicznej.
 Podaj po jednym przykładzie wykorzystania karboanionów, karbokationów, rodników i karbenów w
nowoczesnej syntezie organicznej.
W_03 – Posiada pogłębioną wiedzę z zakresu wybranej specjalności chemicznej pozwalającą na
samodzielną pracę eksperymentalną.
 Opisz w skrócie (ewentualnie naszkicuj na rysunku), o jakich zabezpieczeniach należy pamiętać
prowadząc w laboratorium reakcję rodnikową.
 Wypisz metody generowania karbenów i wybierz jedną z nich, która Twoim zdaniem jest najprostsza
do wykorzystania, gdy prowadzimy reakcje z udziałem karbenów w laboratorium. Uzasadnij,
dlaczego.
W_04 – Umie twórczo korzystać z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł informacji.
 Reakcja Wittiga i jej modyfikacje – na podstawie studiów literaturowych przedstaw zalety stosowania
poszczególnych wariantów reakcji w porównaniu z tym, który został zaproponowany przez Wittiga.
Umiejętności:
U_01 – Posiada umiejętność poprawnego wnioskowania.
 Dlaczego dwie reakcje: reakcja Friedla-Craftsa i reakcja zastępczego podstawienia wodoru (obie
zachodzą w układach aromatycznych), przebiegają według całkowicie odmiennych mechanizmów,
mimo że ich produkty są podobne (atom wodoru jest podstawiany grupą alkilową lub
sfunkcjonalizowaną grupą alkilową)?
U_02 – Umie na poziomie zaawansowanym i obejmującym chemię współczesną stosować oraz przedstawić
w mowie i piśmie założenia chemii organicznej.
 Przedstaw kilka doniosłych osiągnięć, które pojawiły się w obszarze chemii organicznej i doczekały
się aplikacji na szeroką skalę w różnych dziedzinach życia.
U_03 – Potrafi określić swoje zainteresowania i je rozwijać; w szczególności jest w stanie nawiązać kontakt ze
specjalistami w swojej dziedzinie, np. rozumieć ich wykłady przeznaczone dla chemików.
 Wymień kilka odkryć z zakresu chemii organicznej, za które przyznano Nagrodę Nobla. Jakie odkrycie
nie doczekało się jeszcze tej nagrody, a Twoim zdaniem powinno?
 Przygotuj listę pięciu osób z kraju, które mogłyby wygłosić cykl wykładów poświęconych chemii
karboanionów.
U_04 – Potrafi formułować wnioski i przeprowadzać dowody służące rozwiązywaniu podstawowych
problemów chemii organicznej.
48

Przedstaw argumenty (za i przeciw) na przebieg reakcji według mechanizmu RARP (radical anion–
radical pair).
 Przedstaw argumenty (narysuj struktury rezonansowe), które pozwolą przewidzieć orientację
nukleofilowej addycji do nitrozwiązków aromatycznych.
K_01 – Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach
samokształcenia.
 Na podstawie literatury przygotuj krótki przegląd, dotyczący różnych mechanizmów (ilustrowanych 1-2
przykładami) nukleofilowej substytucji w układach aromatycznych.
K_02 – Potrafi precyzyjnie formułować pytania, służące pogłębieniu własnego zrozumienia danego tematu lub
odnalezieniu brakujących elementów rozumowania.
 Co należy zrobić, jeśli w syntezie wieloetapowej pojawiają się grupy funkcyjne, które mogą reagować
dając produkty uboczne i obniżać wydajność całkowitą syntezy? Podaj po 2 przykłady takich grup dla
reakcji z rodnikami, karbokationami i karboanionami.
K_03 – Rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób;
postępuje etycznie.
 Odszukaj w literaturze z lat 90-tych ubiegłego wieku artykuł, dotyczący enancjoselektywnych reakcji
prowadzonych w polu magnetycznym (G. Zadel et al., Angewandte Chemie) i prześledź dalsze losy
tego „doniosłego” odkrycia.
K_04 – Rozumie potrzebę popularnego przedstawiania laikom wybranych osiągnięć nowoczesnej chemii.
 Wybierz osiągnięcie (związane z realizowanym kursem), za które w ostatnich dekadach przyznano
Nagrodę Nobla z chemii i przedstaw w sposób obrazowy, na czym ono polega.
K_05 – Potrafi formułować własne opinie dotyczące podstawowych zagadnień chemicznych.
 Omawiana na wykładzie reakcja zastępczego nukleofilowego podstawienia wodoru na etapie
H
wytworzenia σ -adduktu może przebiegać dwoma drogami (eliminacja HX i przeniesienie anionu
wodorowego połączone z odejściem grupy opuszczającej). Jak zweryfikować eksperymentalnie, który
mechanizm jest poprawny?
 W przegrupowaniu Friesa zabezpieczonej grupą acetylową pochodnej 3-metylofenolu tworzą się dwa
produkty: 4-acetylo-3-metylofenol i 2-acetylo-5-metylofenol. W temp. powyżej 150°C ten drugi jest
produktem głównym. Wyjaśnij, dlaczego.
49
Współczesna chemia organiczna
Advanced Organic Chemistry
Język wykładowy:
język polski
chemia
Organicznej
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
drugi
Semestr:
czwarty
3
Robert Kawęcki
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
Wm01
Zna terminologię stereochemiczną.
Wm02
Zna grupy ochronne stosowane w syntezie organicznej.
Wm03
Zna metody oraz współczesne reagenty do tworzenia wiązań C-C,
selektywnego utleniania oraz redukcji.
Wm04
Zna podstawowe metody syntezy asymetrycznej.
Wm05
Zna nowoczesne metody wspomagające syntezę związków organicznych.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01,
K_W02
K_W01,
K_W02
K_W01,
K_W02
K_W01
K_Wois03
K_W04,
K_Wois04
UMIEJĘTNOŚCI
Um01
Um02
Um03
Potrafi określić konfiguracje i konformacje związków organicznych cyklicznych
K_U05
i acyklicznych.
Potrafi dobrać odpowiednie zabezpieczenia grup funkcyjnych. Zna metody
K_U07; K_U18; K_U19
selektywnego wprowadzania i usuwania grup zabezpieczających.
K_U18
Potrafi zaprojektować syntezę związków organicznych wykorzystując
K_U19
dostępne reagenty i aparaturę.
K_Uois03
Km01
Ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z
rozwojem nauki
Km02
Potrafi formułować opinie na temat współczesnej syntezy organicznej
K_K01
K_K07
K_Kois01
Wykład - 30 godz.
Znajomość podstaw stereochemii i syntezy związków organicznych. Znajomość spektroskopowych metod
analitycznych.
50
Stereochemia statyczna i dynamiczna. Strategia syntezy organicznej. Grupy ochronne. Alkilowanie
aktywnych związków metylenowych: zasady i regioselektywność alkilowania. Addycja do wiązań wielokrotnych:
kondensacja aldolowa, reakcja Michaela, Mannicha, Wittiga i HWE. Reakcje redukcji: uwodornienie katalityczne,
kataliza homogeniczna, redukcje wodorkami metali. Reakcje utleniania. Reakcja Mitsunobu. Synteza asymetryczna:
reakcje diasteroselektywne i enancjoselektywne. Reakcje wieloskładnikowe. Metody wspomagające reakcje:
sonochemia, mikrofale, wysokie ciśnienie, reakcje w fazie stałej.
1) J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wotheres, Chemia organiczna t.1-4, WNT, Warszawa, 2010-2011.
2) Stereochemia – podstawy i zastosowania, M. Nogradi,
1) H.O. House, Modern Synthetic Reactions, 2nd Ed.
2) Współczesna synteza organiczna, J. Gawroński, K. Gawrońska, K. Kacprzak, M. Kwit, PWN.
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi. Rozwiązywanie zadań i problemów z zakresu
stereochemii i syntezy organicznej.
Efekty będą sprawdzane na egzaminie pisemnym.
Egzamin pisemny - 50 pkt. Punktacja: 50-45.1 pkt - 5.0; 45-40.1 pkt - 4.5; 40-35.1 4.0; 35-30.1 pkt - 3.5; 30-25.1 pkt
-3.0
Aktywność
Udział w wykładach:
30
Konsultacje:
15
Przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie:
30
Sumaryczne obciążenie pracą studenta:
75
3
Współczesna Chemia Organiczna - załącznik do sylabusa
WIEDZA
Zna terminologię stereochemiczną.
1. Narysować 1,2-dichloroetan w konformacji synklinalnej.
2. Określić konfigurację danego diastereoizomeru w konwencji treo/erytro, syn/anti.
3. Podać czy zaznaczone atomy wodoru są homotopowe, enancjotopowe czy diastereotopowe.
Zna grupy ochronne stosowane w syntezie organicznej.
1. Podać grupy zabezpieczające aminy trwałe w środowisku silnie kwaśnym.
2. Podać grupy zabezpieczające alkohole trwałe w środowisku zasadowym.
3. Opisać modyfikacje i reaktywność zabezpieczających grup sililowych.
Zna metody oraz współczesne reagenty do tworzenia wiązań C-C, selektywnego utleniania oraz redukcji.
1. Podać stereochemię aldolu otrzymanego z trans-enolanu i aldehydu.
2. Jak można zredukować estry do aldehydów?
3. Podać dwie metody utleniania alkoholi do aldehydów.
4. W jaki sposób można zwiększyć wydajność C-alkilowania enolanów.
51
Zna podstawowe metody syntezy asymetrycznej.
1. Zaproponować syntezę kwasu (R)-2-metylobutanowego metodą Evansa.
2. Podać wady i zalety organokatalizy.
3. Jak można określić nadmiar enancjomeryczny.
Zna nowoczesne metody wspomagające syntezę związków organicznych.
1. W jakich reakcjach warto jest stosować wspomaganie mikrofalowe.
2. Na czym polega korzystne działanie zwiększonego ciśnienia na mieszaninę reakcyjną.
3. Co to jest sonochemia.
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi określić konfiguracje i konformacje związków organicznych cyklicznych i acyklicznych.
1. Określić konfigurację wszystkich centrów stereogenicznych w likopodynie.
2. Narysować najtrwalszą konformację 1,4-dichlorocykloheksanu
Potrafi dobrać odpowiednie zabezpieczenia grup funkcyjnych. Zna metody selektywnego wprowadzania i usuwania
grup zabezpieczających.
1. Podać korzystne grupy zabezpieczające funkcję hydroksylową w cukrach prostych trwałe w środowisku
kwaśnym i zasadowym.
2. Jak można selektywnie zabezpieczyć grupę hydroksylową w serynie?
3. Jak można selektywnie zabezpieczyć grupę fenolową w alkoholu p-hydroksylo-benzylowym ?
Potrafi zaprojektować syntezę związków organicznych wykorzystując dostępne reagenty i aparaturę.
1. Uzupełnić podany schemat reakcji o potrzebne reagenty i podając warunki reakcji.
2. Zaproponować stereoselektywną syntezę podanego związku.
Ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z rozwojem nauki
1. Podać znaczenie nowoczesnych metod syntezy dla rozwoju nauki.
2. Co oznacza termin "ustawiczne kształcenie" ?.
Potrafi formułować opinie na temat współczesnej syntezy organicznej
1. Jakie warunki powinna spełniać wieloetapowa synteza organiczna.
2. Podać zalety i wady katalizatorów metaloorganicznych.
3. Czy reakcje enzymatyczne w skali przemysłowej są najlepszym rozwiązaniem w syntezie związków
organicznych ?
52
Język
wykładowy:
Wykład 3 - Polimorfizm związków organicznych
Lecture 3 - Phase transitions
język polski
Chemia, specjalność: Chemia Organiczna i
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: Stosowana
Instytut Chemii
stopnia):
Rok studiów:
Drugi
Semestr:
trzeci
Drugiego stopnia
3
przedmiotu:
Efekty kształcenia
fakultatywny
Janusz Chruściel
Odniesienie do
Symbol
W01
Zna i rozumie podstawowe prawa
chemiczne, fizyczne i fizykochemiczne
W02
Zna i rozumie zastosowanie podstawowych
opisów matematycznych w zastosowaniu do
przejść fazowych
W03
Zna rodzaje faz skondensowanych i ich
klasyfikacje
CH2A_W04, CH2A_W06
U01
Potrafi w sposób zrozumiały
scharakteryzować typ i rodzaj przejść
fazowych
CH2A_U13, CH2A_U14
U02
Potrafi opisać subtelne różnice między
fazami np. subfaz. Zna metody identyfikacji
przejść fazowych
CH2A_U16, CH2A_U17
K01
Ma świadomość konieczności pogłębiania
swojej wiedzy w związku z rozwojem
nowych, specyficznych metod badawczych
wielopostaciowości związków
CH2A_K01, CH2A_K04
CH2A_W02
CH2A_Wois02
CH2A_W03,
CH2A_W10
CH2A_Wois02
Wykład 30 godz.
Wielopostaciowość związków chemicznych, wpływ parametrów
Wymagania wstępne i dodatkowe: fizycznych na występowanie polimorfizmu. Znajomość podstawowych
praw fizycznych, opisów matamatcznych faz skondensowanych.
53
Treści modułu
kształcenia:
1.Teorie przejść fazowych, opisy matematyczne. Klasyfikacja przejść fazowych
w oparciu o znane teorie, przejścia fazowe pierwszego, drugiego i wyższych
rodajów.
2. Reorientacje molekularne. Zależność przejść fazowych od reorientacji
molekuł. Przejścia enancjotropowe i monotropowe. Sposoby generowania
przejść fazowych
3. Metody identyfikacji przejść fazowych, ich podział i charakterystyka wielkości
analizowanych w poszczególnych metodach
4.Termodynamika przejść fazowych. Metody kalorymetryczne, kalorymetria
skaningowa i adiabatyczna. Funkje termodynamiczne, sposoby ich wyznaczania
i analizowania.
5. Metody optyczne, termiczna mikroskopia polaryzacyjna. Sposoby polaryzacji.
Rodzaje polaryzatorów. Budowa aparatów pomiarowych, programowanie
pomiarów
6. Rodzaje faz. Tekstury poszczególnych faz i ich charakterystyka. Sposoby
rozpoznawania faz po charakterystyce tekstur. Defekty tekstur i przyczyny ich
powstawania
7. Analiza intensywności natężenia światła przechodzącego przez cienką
warstwę materiału. Sposoby wyznaczania temperatur przejść fazowych na
podstawie analizy krzywych przepuszczalności
8. Polaryzacja zwiazków organicznych, polaryzacja spontaniczna warunki
występowania polaryzacji , sposoby wyznaczania polaryzacji spontanicznej.
Zależność wielkości polaryzacji spontanicznej od struktury faz.
9.Struktura faz pochylonych, znaczenie związków o pochylonych strukturach w
technice, metody pomiaru kąta pochylenia molekuł w fazach. Wpływ wartości
kąta pochylenia na parametry techniczne.
10. Metody Spektroskopowe badania przejść fazowych, charakterystyka metod i
wielkości mierzonych.
11. Spektroskopia dielektryczna nisko i wysokoczęstościowa, charakterystyka,
czasy relaksacji, zespolona przenikalność dielektryczna.
12. Spektroskopia FTIR, wpływ temperatury na kształt, półszerokość, położenie i
intensywności wybranych pasm absorbcyjnych, wyznaczanie temperatur przejść
fazowych, określenie parametrów uporządkowania w danej fazie.
13. Spektroskopia ramanowska, charakterystyka metody, temperaturowe zmiany
wielkości fizycznych, wyznaczanie przejść fazowych z widma Ramana.
14. Trwałość termiczna związków organicznych, metody wyznaczania trwałości,
metoda derywatograficzna, charakterystyka, analiza TG, DTG. TA i DTA.
15.Praktyczne zastosowanie metod komlementarnych do analizy przejść
fazowych wybranych związków.
Literatura
podstawowa/dodatkowa:
1. Praca zbiorowa pod redakcją Janiny M. Janik „Fizyka chemiczna”,
WNT, Warszawa, 1989
2. D. Demus, „Textures of Liquid Crystals”, Leipzig, 1984
3. Praca zbiorowa pod red. J. Chruściel, A. Szytuła, W. Zając "Metody
komplementarne w badaniach faz Skondensowanych" WAP, Siedlce
2008.
54
Literatura uzupełniająca
1. Instrukcja obsługi różnicowego kalorymetru skaningowego,
termicznego mikroskopu polaryzacyjnego, spektrofotometru FTIR
oraz derywatografu
Wykład tradycyjny wspomagany technikami
multimedialnymi
Weryfikacja wiedzy - zaliczenie na ocenę, pisemny test zaliczający
przez studenta:
Forma i sposób
zaliczenia
(wraz z kryteriami
oceniania):
Poprawna odpowiedź na 51% pytań testowych oraz aktywność na wykładach
Aktywność
Samodzielne przygotowanie się do kolokwium
30 godz.
15
30 godz
75 godz.
3 ECTS
Załącznik do sylabusa Polimorfizm związków organicznych (wykład 3).
Przykładowe pytania:
Wiedza:
CH_W01 Student zna i rozumie podstawowe prawa chemiczne, fizyczne i fizykochemiczne
 Scharakteryzuj własności chemiczne i fizyczne faz skondensowanych; wykaż podobieństwa i różnice.
 Scharakteryzuj funkcje termodynamiczne: entalpię i entropię niezbędne do opisu charakteru przejść fazowych
CH_W02 Zna i rozumie zastosowanie podstawowych opisów matematycznych w zastosowaniu do przejść fazowych
 Wykazać przydatność równań różniczkowych do opisu przemian fazowych, np. zmiany entalpii i entropii w
punkcie przejścia
 Wykazać różnice w opisie matematycznym przejść fazowych I i II rodzaju
CH_W03 Zna rodzaje faz skondensowanych i ich klasyfikacje
 Scharakteryzować fazy skondensowane wykazujących istnienie przejść fazowych pierwszego rodzaju
 Opisać modelowe przejścia fazowe II rodzaju głównie dla faz pośrednich
Umiejętności
CH_U01 Potrafi w sposób zrozumiały scharakteryzować typ i rodzaj przejść fazowych
 Opisać na wybranym przykładzie przejścia fazowe I i II rodzaju w oparciu o wyniki z metod komplementarnych
 Biorąc pod uwagę opis termodynamiczny przejść fazowych I i II rodzaju podać zachowanie entalpii, entropii i
ciepła właściwego w funkcji temperatury
CH_U02 Potrafi opisać subtelne różnice między fazami np. subfaz. Zna metody identyfikacji przejść fazowych
 Subfazy jako subtelne różnice pomiędzy przejściami fazowymi II rodzaju w nisko entalpowych przejściach
fazowych
 Określić wybrane metody użyteczne w niskokalorycznych przejściach fazowych typu porządek-nieporządek
Kompetencje społeczne
55
CH_K01 Ma świadomość konieczności pogłębiania swojej wiedzy w związku z rozwojem nowych, specyficznych
metod badawczych wielopostaciowości związków
 Na podstawie wiedzy o nowych materiałach – substancjach, które wykazują niespotykane własności fizykochemiczne określić ich możliwości aplikacji
 Wraz z rozwojem wiedzy i nowoczesnych metod pomiarowych oraz rodzajów i typów wielopostaciowości
związków występuje problem stworzenia nowych modeli charakteryzujących wielopostaciowość. Na
podstawie najnowszych informacji przybliżyć nowe układy związków jako komponentów.
56
Język wykładowy:
Postępy w Chemii – wykład monograficzny
Advances in a Chemistry
polski
Chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej,
Zakład Chemii środowiska
fakultatywny
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
Drugi
Czwarty
3
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Prof. dr hab. N Erchak
WIEDZA
Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii
Zna o typach wiązań i oddziaływań chemicznych w chemii nieorganicznej,
organicznej i element organicznej, ma podstawowe wiedzę o „ Łożysku ” pola
elektrycznego cząsteczek wiązań chemicznych i jej właściwościach, o teorii
kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Umie korzystać twórczo z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek,
wykorzystać TKPEC w syntezie i modelowaniu procesów
Zna zasady budowy oraz działanie podstawowych przyrządów mających
zastosowanie w chemii
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01
K_W04
K_Wk02
K_Wk04
K_Wk06
K_Wk12
UMIEJĘTNOŚCI
Kk01
Kk02
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania i wykorzystania
z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Potrafi w sposób poprawny samodzielnie wykorzystać osiągnięcia z chemii
nowoczesnej
K_Uk14
K_Uk17
K_K06
Kk01
Kk02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień z teorii kompensacji
pola elektrycznego cząsteczek
K_Kk01
K_Kk07
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi
1. Umiejętność posługiwania się z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
57
Opis treści skrócony
Wstęp do wykładu „Postępy w Chemii”. Pojęcie o „Łożysku” pola elektrycznego cząsteczek chemicznych.
Właściwości „Łożyska” dla cząsteczek metanu. Wektorowe przedstawienia „łożyska” metanu. Wektorowe
przedstawienia cząsteczek metanu. Graniczne typy stabilizacji cząsteczki metanu. Płaszczyzny kompensacji .
Płaszczyzny kompensacji granicznych typów stabilizacji cząsteczki metanu. Inne cząsteczki w T d układzie
współrzędnych. Kompensacja pola elektrycznego kwasu siarkowego. Kompensacja pola elektrycznego kwasów
octowych (Cl3COOH i H3CCOOH). Dwutlenek węgla i pochodne. Kompensacja pola elektrycznego kwasu
kwadratowego. Kompensacja pola elektrycznego cząsteczek H 2F2, SiF4, H2SiF6, GeF4 i H2GeF6. Teoria kompensacji
pola elektrycznego cząsteczek. Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i efekty egzotermiczne. Teoria
kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i kwasowość związków. Teoria kompensacji pola elektrycznego
cząsteczek i substytucja nukleofiłowa. Rozpuszczalność a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek.
Synteza dyenowa a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek. Związki aromatyczne a teoria kompensacji
pola elektrycznego cząsteczek. Azulen , kationy aromatyczne, aniony aromatyczne. Związki hetero aromatyczne.
Gazy szlachetne i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek. ( p - d )π - Efekty elektronowe. Wykorzystanie
teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek do tworzenia nowych klas związków chemicznych. Silanaty
stabilizowane elektrostatycznie. Goshchava silanaty.
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i
wyznaczanie parametrów strukturalnych dla związków o symetrii C 3V w roztworach. Solwaty protonowe a teoria
kompensacji pola elektrycznego cząsteczek.
Solwaty w alkanach a teoria kompensacji pola elektrycznego
cząsteczek. Efekty α – oddziaływania. Geometryczne wskaźniki α – oddziaływania. Teoria pola.
Pełny opis przedmiotu
16 Wstęp do wykładu „Postępy w Chemii”
17 Nowoczesne problemy Chemii
18 Metan w Td układzie współrzędnych
19 Pojęcie o „łożysku” pola elektrycznego cząsteczki metanu
20 Właściwości „łożyska” pola elektrycznego cząsteczki metanu
21 „Łożysko” pola elektrycznego cząsteczki metanu a wiązanie C - H
22 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki metanu w kropkę
23 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki metanu w płaszczyźnie
24 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki metanu w „łożysku”
25 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki metanu
26 Płaszczyzny kompensacji cząsteczki metanu
27 Graniczne typy stabilizacji cząsteczki metanu
28 Płaszczyzny kompensacji granicznych typów stabilizacji cząsteczki metanu
29 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki tetrametylosilanu
30 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki tetrafenylosilanu
31 „Łożyska” dla CHCl3
32 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki CHCl3
33 „Łożyska” dla CO2
34 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cząsteczki CO 2
35 Kompensacja pola elektrycznego cząsteczki CO2
36 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego kwasu siarkowego
37 Kompensacja pola elektrycznego kwasu siarkowego
38 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego anionu kwasu siarkowego
39 Kompensacja pola elektrycznego anionu kwasu siarkowego
40 „Łożyska” benzeny
41 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego benzeny
42 Kompensacja pola elektrycznego benzeny, „aromatyczność”
43 „Łożyska” cyklopropenkationu
44 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cyklopropenkationu
45 Kompensacja pola elektrycznego cyklopropenkationu
46 „Łożyska” dla furanu, tiofenu, pirolu
47 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego furanu, tiofenu, pirolu
48 Kompensacja pola elektrycznego cząsteczek furanu, tiofenu, pirolu
49 „Łożyska” dla cyklopentadyenylanionu
50 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego cyklopentadienylanionu
51 Kompensacja pola elektrycznego cyklopentadienylanionu
52 Kompensacja pola elektrycznego kompleksów przejściowych w reakcjach Dilsa – Aldera
53 Acetylenowe systemy aromatyczne (przestrzenne)
54 „Łożyska” dla chlorala i acetaldehyda
55 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego chlorala i acetaldehyda
56 Kompensacja pola elektrycznego chlorala i acetaldehyda
57 Kwasy octowe (Cl3COOH i H3CCOOH)
58 Kwas kwadratowy
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego anionu kwasu kwadratowego
Kompensacja pola elektrycznego anionu kwasu kwadratowego
Pochodne CO2 (Wektorowe przedstawienie i kompensacja pola elektrycznego cząsteczek)
Cząsteczki H2F2, SiF4,
H2SiF6, GeF4 i H2GeF6
(Wektorowe przedstawienie i kompensacja pola
elektrycznego)
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i efekty egzotermiczne
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i kwasowość związków
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i substytucja nukleofiłowa
Mostkowe wiązania wodorowe
Rozpuszczalność a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Synteza dyenowa i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Związki aromatyczne i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Azulen , kationy aromatyczne, aniony aromatyczne
Związki hetero aromatyczne
Gazy szlachetne i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
efekty elektronowe ( p - d )π
Charakter wiązań w związkach krzemu, fosforu, siarki i chloru
Wykorzystanie teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek do tworzenia nowych klas związków
chemicznych
Silanaty elektrostatycznie stabilizowane (ES-Silanaty)
Goshchava silanaty
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i wyznaczanie parametrów strukturalnych dla związków
o symetrii C3V w roztworach
Parametry strukturalne dla związków o symetrii C3V
w roztworach pry pomocy NMR a parametry
strukturalne w fazie gazowej wyznaczonych techniką elektronografii gazową
Parametry strukturalne dla związków o symetrii C3V
w roztworach pry pomocy NMR a parametry
strukturalne w fazie stałej (monokrystaliczną) wyznaczonych techniką RSA
Wykorzystanie teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek w modelowaniu procesów glebotwórczych
Wykorzystanie teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek w tworzeniu nowoczesnych metod
rozwiązywania szeregu problemów ekologicznych
Systemy ko kryształów
Orbitalne funkcji elektronowe – węzłowe powierzchni elektronów zewnętrznych
Orbitalne funkcji elektronowe – węzłowe powierzchni elektronów wewnętrznych
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek a hybrydyzacja
Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek a oddziaływania dyspersyjne.
Metaliczny wodór.
Hydratacja protonowa a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek.
Solwaty protonowe a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Solwaty w alkanach a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
Efekty α - oddziaływania
Geometryczne wskaźniki α - oddziaływania
Teoria pola
7. N Erchak, Application of the Theory of Molecules’ Electrostatic Field Compensation. 1st European Chemistry
Congress, 2006, Budapest , Hungary, Abstract Book, P.7 (eng)
8. N P Erchak, Chemia furanowych pochodnych elementów 14 grupy . Dr Habit. Dissertacija, 1990, Riga
(ross.)
9. N Erchak, Theoretical Approach to Electrostatic Stabilization of Molecules . Sulfur Compounds. Phosphorus,
Sulfur, Silikon . 1999, Vol. 153-154 (eng ).
10. R Corriu, P Jutzi, Tailor-Made Silicon-Oxygen Compounds. From Molecules to Materials. Vieweg & Sohn
Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig / Wiesbaden, 1996, (eng.).
11. R Tacke, M Pulm, B Wagner, Advances In Organometallic Chemistry, 1999, Vol. 44, (eng.).
12. N P Erchak, K Pypowski and E.Liepinsh, 29Si NMR Spectroscopic Study of a Series of Five-, Six-, and Seven
– Coordinate Silicon Compounds. Russian Journal of General Chemistry, Vol.77, No.12, 2007, (eng.)
Zhurnal Obshch. Khimii, Vol.77, No12, 2007, (ross.).
13. R Sauerbrey, H.Lehrkamp, F.Grobel, Rimpausche Moordammkulturen in Brandenburg, Telma, 2003, B.33,
(germ.) .
14. N P Erchak, Da pytannja madeljawannja nekatorych glebautwaralnych pracesau. Pryrodnaje asjaroddze
Palessja: Suczasny stan i jago zmeny. Materyjaly Polska – Ukrainska-Bielaruskaj miżnarodnaj
59
nawukowaj kanferencyi. Lublin – Shack – Brest, 2002, T1, Byelarus’ (byelaruski/eng.).
15. V Leoni, L Fabiani, Aspetti nutrizionali Della presenca Della Silice nelle acque minerali e potabili. La Rivista di
Scienza dell’ Alimentazione,1999, a.28,N 4 (ital.).
16. N W Mitzel, K Vojinović, T Forester, H E Robertson , K B Borisenko , D V H Rankin,
(Dimethylaminomethyl)trifluorosilane, Me2NCH2SiF3 – A Model for the α- effect in
Aminomethylsilanes, Chem.Eur. J., 2005, No11, (eng.).
17. N P Erchak, E J Lukevic, V F Matorykina, A A Kemme, J J Blejdelis, Patent SU 1059872
(russ.).
18. M Kluska, K Pypowski, I Chrząścic, N Erchak, Izotachophoresis of Chosen Heptacoordinated Goshchava
Silanates, Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies, 32 (16), 2009 (eng.).
19. S Belyakov, N Erchak, S Zheimote, M Fleisher, E Lukevics, Structural Investigation of 1-(N,Ndimethylaminiomethyl)spirobi(3-oxo-2,5-dioxa-1-silacyclopentan)ates, Chemistry of Heterocyclic Compounds,
44(12), 2008 (eng.).
20. N Erchak, S Belyakov, I Kalvinsh, K Pypovski, E Valbahs, E Lukevics, Two polymorphic modifications of 1-(Nmorpholiniomethyl)spirobi(3-oxo-2,5-dioxa-1-silacyclopentan)ate hydrate, , Chemistry of Heterocyclic
Compounds, 45(9), 2009 (eng.).
21. S Belyakov , M Archangelskis, M Zielonka, N Erchak, Crystal structure of 1-(N-morpholiniomethyl)spirobi(4methyl-3-oxo-2,5-dioxa-1-silacyclopentan)ate dehydrate, Zeitschrift für Kristallographie, 226, 2011 (eng.).
22. N Erchak, M Zielonka, S Belyakov, Chlormetiltri(tiofen-2-il)silan: analiz strojenia molekuly, Chemistry of
Heterocyclic Compounds, 48(2), 2012 (russ.)
3. E J Lukevics, O A Pudowa, N P Erchak, Organosilicon Derivatives of Furan and Thiophene. In Advances in
Organosilicon Chemistry. Ed. M G Voronkov, Mir, Moscov, 1985, (eng.)
4. I Chrząścik, Analytics of Biologically Active Heptacoordinated Goshchava – Silanates, Critical Reviews in
Analytical Chemistry, 40: 2010.
Wykład tradycyjny wspomagany technikami multimedialnymi, zasobów bibliotecznych oraz dostępnych baz danych
Efekty Wk01 – Wk05 sprawdzane będą na egzaminie pisemnym, efekty Uk01 - Uk04 i Kk01 , Kk02 na egzaminie
ustnym po egzaminie pisemnym w sesji egzaminacyjnej.
Warunek uzyskania zaliczenia przedmiotu polega na części pisemnej (odpowiedz na 5 pytań z treści programowej ) i
części ustnej (zaliczenie części pisemnej )
Ocena
0-50
2,0
51-60
3,0
61-70
3,5
71-80
4,0
81-90
4,5
91-100
5,0
Poprawy:
Dwie poprawy w sesji egzaminacyjnej, odpowiednio przed drugim i trzecim terminem egzaminu pisemnego.
Aktywność
30 godz.
Udział w konsultacjach z przedmiotu
5 godz.
40 godz.
60
75 godz.
3 ECTS
Załącznik do sylabusa: Przykładowe zagadnienia weryfikujące efekty kształcenia
Wiedza
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii
a) Wymień metody stosowane do oznaczania parametrów strukturalnych w roztworzy
b) Na czym polega „aromatyczność” związków z punktu widzenia teorii kompensacji pola
elektrycznego cząsteczek?
c) Podaj przykłady związków chemicznych o 3-ch płaszczyznach kompensacyjnych
Zna o typach wiązań i oddziaływań chemicznych w chemii nieorganicznej, organicznej i element
organicznej, ma podstawowe wiedzę o „ Łożysku ” pola elektrycznego cząsteczek wiązań chemicznych i
jej właściwościach, o teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek
a) Podaj przykłady ( p - d )π oddziaływań w związkach chemicznych
b) Podaj przykłady α – oddziaływania (α – efektu)
c) Podaj przykłady wiązania mostkowego
d) Wytłumacz właściwości „Łożysk” dla cząsteczki metanu
Umie korzystać twórczo z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek, wykorzystać TKPEC w
syntezie i modelowaniu procesów
1) Scharakteryzuj na czym polega teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek (TKEPC)
2) Omów główne przyczyny hydrolizy alkoksysilanów w świece TKEPC
3) Podaj przykłady stworzenia nowych klasy związków na gruncie TKPEC
Zna zasady budowy oraz działanie podstawowych przyrządów mających zastosowanie w chemii
a) Wektorowe przedstawienie cząsteczek a budowa związków chemicznych – podać przykłady
b) Podać podstawowe przyrządy oznaczania parametrów strukturalnych cząsteczek w
roztwory
UMIEJĘTNOŚCI
Kk01
Kk02
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania i wykorzystania z teorii kompensacji
pola elektrycznego cząsteczek
1)Wytłumaczyć z punktu widzenia TKEPC efekty egzotermiczne a)oddziaływania stężonego kwasu
siarkowego z wodą b) Oddziaływania SiF4 z kwasem fluorowodorowym
2)Wytłumaczyć z punktu widzenia TKEPC kwasowość kwasów organicznych i nieorganicznych
Potrafi w sposób poprawny samodzielnie wykorzystać osiągnięcia z chemii nowoczesnej
1) Wytłumaczyć przyczyny utworzenia WWW przy spalaniu paliw
2) Podać przykłady wykorzystania TKEPC
3) Wytłumaczyć efekty ( p - d )π - oddziaływania
Kk01
Kk02
1)Student rozumie że otrzymane nowoczesne wiedzy można rozwijać w potrzebnych kierunkach
2)Student jest przygotowany do dalszego kształcenia
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień z teorii kompensacji pola elektrycznego
cząsteczek
Student potrafi formułować opinie na temat nowoczesnych kierunków chemii
61
Język wykładowy:
Wykład 4 - Chemia metaloorganiczna
Lecture 4 - Metalorganic chemistry
polski
chemia
Organicznej
obowiązkowy
drugi stopień
Rok studiów:
Semestr:
drugi
trzeci
3
Dr hab. Danuta Branowska
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
posiada wiedzę z zakresu chemii metaloorganicznej
Wm01
Wm02
Wm03
potrafi określić typy związków metaloorganicznych i ich zastosowanie w
syntezie organicznej
zna podstawowe metody syntezy związków metaloorganicznych
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01
K_W04
K_W01
K_W04
K_W02
K_W04
UMIEJĘTNOŚCI
Um01
Um02
Um03
potrafi napisać cykl katalityczny reakcji sprzęgania różnych typów związków
metaloorganicznych
potrafi napisać w postaci schematu reakcje otrzymywania związków
metaloorganicznych
potrafi zastosować odpowiedni typ związków metaloorganicznych w procesie
sprzęgania
K_U06
K_U18
K_U12
K_U03
Km01
Km02
zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania
w ramach samokształcenia
potrafi przedstawić własne opinie dotyczące zagadnień nowoczesnej chemii
K_K01
K_K01
K_K05
K_K07
Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi, ćwiczenia
audytoryjne i słowna metoda problemowa
Znajomość syntezy związków organicznych, reakcje i mechanizmy. Rodzaje i typy grup funkcyjnych i ich
zastosowanie w syntezie organicznej.
62
1. Rozwój historyczny i współczesne trendy w chemii metaloorganicznej.
2. Obliczanie elektronów walencyjnych, stopnia utleniania metalu i trwałości kompleksów.
3. Charakterystyka związków metali grup przejściowych, polarność i reaktywność wiązań C-M.
4.Związki metaloorganiczne pierwiastków grup przejściowych, synteza, właściwości i reaktywność.
5. Związki magnezoorganiczne, metody otrzymywania i reakcje sprzęgania Grignarda.
6. Związki cynkoorganiczne, synteza, reakcje sprzęgania Kumady, mechanizm.
7. Związki krzemoorganiczne, metody otrzymywania i reakcja sprzęgania Hiyamy.
8. Związki boroorganiczne, synteza, reakcje sprzęgania Suzuki, mechanizm.
9. Związki cyoorganiczne, synteza, reakcje sprzęgania Stille, mechanizm.
10. Reakcja Hecka: mechanizm reakcji sprzęgania, stereochemia i zastosowanie.
11. Reakcja sprzęgania z alkinami, mechanizm reakcji, zastosowanie.
12. Rodzaje reakcji metatezy i jej wykorzystanie, mechanizm, katalizatory Grubbs'a, Chavina i Schrocka.
13. Katalizatory metali przejściowych: Pd, Ru, Ni.
14. Reakcje sprzęgania mniej popularne, tworzenia wiązania: C-N, C-S, C-O, C-H.
15. Zastosowanie reakcji sprzęgania metali przejściowych np. Cu, Co.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
„ Organometallic Hyper TextBook”
http://www.ilpi.com/organometallic/index.html
„Virtual Textbook of Organic Chemistry”
http://www.cem.msu.edu/˜reusch/VirtulText/introl.htm
„Handbook of Grignard Reagents” G. S. Silverman, P. E. Rakita (Eds), Dekker, NY 1996
„Metal –catalysed Cross-coupling Reactions” F. Diederich, P. J. Stang (Eds), Wiley-VCH, Weinheim, 1998
„Handbook of Metathesis” Volume I-III R. H. Grubbs (Editor), Wiley-VCH, Weinheim, 2003
„Synthesis of Organometallic Compounds”, S. Komiya (Editor) John Wiley & Sons, 1997
„Applications of Organometallic Compounds” I. Omae John Wiley & Sons, 1998
„Cross-Coupling Reactions N. Miyaura (Editor) Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2002
1. C. Elschenbroich, Organometallics, Wiley-VCH, 2008.
2. F. Pruchnik, Chemia metaloorganiczna, PWN, Warszawa, 1991.
Wykład problemowy z wykorzystaniem środków audiowizualnych. Ćwiczenia: słowna metoda problemowa,
sprawdzanie zakresu opanowanej wiedzy w dwóch kolokwiach.
Efekty Wm01, Um01, Um02 oraz Km02 sprawdzane będą na dwóch kolokwiach w ramach seminarium. Efekty
Wm01 – Wm03 i Km01 sprawdzane będą na zaliczeniu pisemnym.
Warunek uzyskania zaliczenia przedmiotu: co najwyżej dwie nieusprawiedliwione nieobecności na ćwiczeniach i
spełnienie każdego z trzech niżej opisanych warunków
1. uzyskanie co najmniej 26 punktów z kolokwiów
2. uzyskanie łącznie co najmniej 40 punktów z kolokwiów i egzaminu pisemnego
3. uzyskanie łącznie co najmniej 51 punktów ze wszystkich form zaliczenia
91 - 100pkt - 5.0; 81 - 90pkt - 4.5; 71 - 80pkt - 4.0; 61 - 70pkt - 3.5; 51 - 60pkt - 3.0; 0 - 5-pkt - 2.0
1. pierwsze kolokwium: 25 pkt
2. drugie kolokwium: 25 pkt
3. zaliczenie pisemne: 35 pkt
4. zaliczenie ustne: 15 pkt
63
Poprawy:
Jednorazowa poprawa każdego kolokwium w trakcie zajęć w semestrze. Dwie poprawy obu kolokwiów w sesji
egzaminacyjnej, odpowiednio przed drugim i trzecim terminem egzaminu pisemnego.
Aktywność
wykład
15 godz
ćwiczenia
15 godz
konsultacje
15 godz
Przygotowanie do ćwiczeń
5 godz
Przygotowanie do kolokwiów
10 godz
Przygotowanie do zaliczenia i obecność na zaliczeniu
20 godz
Suma
75 godz
Załącznik do sylabusa: Chemia metaloorganiczna
Przykładowe pytania weryfikujące efekty kształcenia
WIEDZA
Wm01 posiada wiedzę z zakresu chemii metaloorganicznej
1. Czym charakteryzują się związki metaloorganiczne?
2. Które ze związków należą do grupy związków metaloorganicznych:SnCl4, MeSiCl4, Pd(PPh3)4, CH3CH2ONa,
C6H5MgBr?
Wm02 potrafi określić typy związków metaloorganicznych i ich zastosowanie w syntezie organicznej
1. Napisz reakcję sprzęgania związków boroorganicznych z elektrofilami? Jakie inne związki są konieczne do
przeprowadzenia tego procesu?
2. Jak nazywa się reakcja sprzęgania z udziałem związków krzemoorganicznych?
Wm03 zna podstawowe metody syntezy związków metaloorganicznych
1. Podaj co najmniej 4 metody otrzymywania związków metaloorganicznych?
2. Na czym polega metoda karbometalacji?
UMIEJĘTNOŚCI
Um01 potrafi napisać cykl katalityczny reakcji sprzęgania różnych typów związków metaloorganicznych
1. Napisz cykl katalityczny dla reakcji Hecka?
2. Czy różni się proces katalityczny dysocjacyjny od asocjacyjnego?
Um02 potrafi napisać w postaci schematu reakcje otrzymywania związków metaloorganicznych
1. Otrzymaj związki cynoorganiczne w procesie transmetalacji?
2. Podaj wzór związków Gilmana?
Um03 potrafi zastosować odpowiedni typ związków metaloorganicznych w procesie sprzęgania
1. Do jakich reakcji można zastosować homomiedziany?
2. Jakie związki metaloorganiczne zastosujesz do reakcji Kumada?
Km01 zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia
1. Czy znasz reakcje Grubsa, jakiego rodzaju katalizatory są tam stosowane?
2. Czy znasz przykłady zastosowania reakcji sprzęgania w syntezie związków aktywnych biologiczne?
64
Km02 potrafi przedstawić własne opinie dotyczące zagadnień nowoczesnej chemii
1. Gdzie znalazły zastosowanie reakcje sprzęgania?
2. Podaj metody otrzymywania oligotiofenów stosując odpowiednie związki metaloorganiczne?
65
Wykład 5
Modelowanie molekularne w chemii organicznej
Lecture 5
Molecular modeling in organic chemistry
Język wykładowy:
Język polski
chemia
Organicznej
fakultatywny
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
drugi
trzeci
3
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
Wmm_01
Prof. nzw. dr hab. Zbigniew Karczmarzyk
WIEDZA
Zna podstawy teoretyczne z zakresu metod obliczeniowych mechaniki
molekularnej i chemii kwantowej.
Zna różne metody obliczeniowe stosowane w modelowaniu molekularnym.
Wmm_02
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01
K_W03
K_W03
K_W04
K_W06
UMIEJĘTNOŚCI
Umm_02
Potrafi zaplanować i wykonać obliczenia teoretyczne dla wybranego układu
molekularnego.
Posiada umiejętność posługiwania się co najmniej jednym programem
komputerowym służącym do modelowania molekularnego.
Umm_02
Potrafi zinterpretować, opisać i zaprezentować uzyskane wyniki z obliczeń
teoretycznych dla wybranego układu molekularnego.
Umm_01
K_U02
K_U03
K_U03
K_U05
K_U02
K_U03
K_U05
K_U02
Kmm_01
Kmm_02
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego
kształcenia.
Potrafi formułować opinie na temat możliwości wykorzystania modelowania
molekularnego w nowoczesnej chemii organicznej.
K_K01
K_K02
K_K07
K_K02
Wykład (15 godzin) i seminarium (15 godzin)
chemia kwantowa, chemia teoretyczna, chemia organiczna
66
Wykład: Rozdzielenie ruchu jąder i elektronów w cząsteczce; przybliżenie adiabatyczne i Borna-Oppenheimera.
Metoda orbitali molekularnych. Metody półempiryczne w chemii kwantowej. Obliczanie parametrów
molekularnych: geometria molekuł, stałe siłowe, potencjały jonizacji, ciepło tworzenia, gęstości elektronowe.
Molekularne potencjały elektrostatyczne. Modelowanie stanu przejściowego. Modelowanie oddziaływania lekreceptor; docking.
Seminarium: Prezentacja programu ArgusLab: modelowanie cząsteczki, obliczenia energii cząsteczki w punkcie
(single point calculations), optymalizacja parametrów geometrycznych i minimalizacja energii, charakterystyka
pliku wynikowego, graficzna prezentacja orbitali molekularnych, molekularny potencjał elektrostatyczny i jego
prezentacja graficzna, obliczenie absorpcyjnego widma elektronowego UV/VIS dla cząsteczki modelowej.
Macierz Z, zapisanie macierzy Z dla etanolu i aldehydu octowego. Prezentacje studentów na temat wykorzystania
modelowania molekularnego w przygotowywanej pracy magisterskiej.
1.Piela L. Idee Chemii kwantowej, PWN, Warszawa, 2003.
2. Kołos W., Sadlej J., Atom i cząsteczka, WNT Warszawa, 2009.
3. Thompson M. A., ArgusLab 4.0.1, Planaria Software LLC, Seattle, WA, http://www.arguslab.com
1. Silverman R., Chemia organiczna w projektowaniu leków, WNT Warszawa, 2006.
Wykład: tradycyjny z użyciem środków audiowizualnych. Seminarium: prezentacje multimedialne z zastosowaniem
środków audiowizualnych, słowna metoda problemowa, obliczenia komputerowe.
Efekty na poziomie wiedzy i umiejętności sprawdzane będą w ramach prezentacji multimedialnej przygotowanej
przez studenta i zaprezentowanej publicznie na zajęciach seminaryjnych.
Warunki uzyskania zaliczenia kursu:
1. Co najwyżej dwie nieusprawiedliwione nieobecności na seminarium.
2. Przygotowanie i zaprezentowanie na seminarium prezentacji multimedialnej poświęconej próbie wykorzystania
modelowania molekularnego w przygotowywanej przez studenta pracy magisterskiej.
Prezentacja oceniana według skali ocen: 2.0 (nzal), 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0.
Aktywność
15 godz.
Udział w seminarium
15 godz.
Konsultacje
15 godz.
Przygotowane prezentacji
30 godz.
75 godz.
Punkty ECTS za kurs
3 ECTS
Załącznik do Sylabusa: Modelowanie molekularne w chemii organicznej
Wiedza:
Wmm_01 – Zna podstawy teoretyczne z zakresu metod obliczeniowych mechaniki molekularnej i chemii kwantowej.
- Jaka jest ogólna postać operatora Hamiltona dla cząsteczki zawierającej N atomów?
- Na czym polega przybliżenie adiabatyczne i przybliżenie Borna-Oppenheimera?
67
Wmm_02 – Zna różne metody obliczeniowe stosowane w modelowaniu molekularnym.
- Podać podstawy klasyfikacji metod półempirycznych w przybliżeniu powłok walencyjnych.
- Wymienić i scharakteryzować bazy funkcyjne stosowane w obliczeniach ab initio na poziomie SCF RHF i DFT.
Umiejętności:
Umm_01 – Potrafi zaplanować i wykonać obliczenia teoretyczne dla wybranego układu molekularnego.
- Jakie znasz metody optymalizacji geometrii i minimalizacji energii cząsteczek chemicznych?
- Jakie są zalety i wady metody mechaniki molekularnej?
Umm_02 – Posiada umiejętność posługiwania się co najmniej jednym programem komputerowym służącym do
modelowania molekularnego.
- Jakie znasz programy komputerowe do modelowania molekularnego?
- Jakiego rodzaju obliczenia można wykonać stosując znane Ci programy komputerowe?
Umm_03 – Potrafi zinterpretować, opisać i zaprezentować uzyskane wyniki z obliczeń teoretycznych dla wybranego
układu molekularnego.
- Z jakimi właściwościami chemicznymi cząsteczki można powiązać rozkład molekularnego potencjału
elektrostatycznego?
- Co to są punkty krytyczne na hiperpowierzchni energii potencjalnej cząsteczki i jaki jest ich sens fizyczny?
- Co to jest ładunek nadmiarowy na atomach i jakie są metody obliczania ładunku nadmiarowego?
Kmm_01 – Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego kształcenia.
- Rozważ możliwości zastosowania poznanych metod modelowania molekularnego w chemii organicznej do analizy
dowolnych układów fizyko-chemicznych.
- Jakie są granice stosowalności poznanych metod obliczeniowych mechaniki i dynamiki molekularnej oraz metod
chemii kwantowej?
Kmm_02 – Potrafi formułować opinie na temat możliwości wykorzystania modelowania molekularnego w
nowoczesnej chemii organicznej.
- Jakie właściwości fizykochemiczne cząsteczek można analizować w oparciu o wyniki obliczeń teoretycznych
uzyskanych różnymi metodami obliczeniowymi?
- Jakie są możliwości metod modelowania molekularnego w chemii medycznej i projektowaniu
68
Podstawy
fizykochemicznych
metod
analitycznych
69
Język wykładowy:
Chemia atmosfery
Atmospheric Chemistry
polski
chemia
Katedra Chemii Fizycznej, Zakład Kinetyki Chemicznej
obowiązkowy
Drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
pierwszy
3
prof.dr hab. Iwona Szamrej-Foryś
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
Wm01
Zna skład i budowę atmosfery oraz zjawiska przebiegające w atmosferze
Wm02
Zna sposoby emisji i przemieszczania się zanieczyszczeń
Wm03
Zna problemy związane z zanieczyszczeniami i ochroną atmosfery
Symbol efektu
specjalnościowego
K_W01
K_W02
K_W01
K_W01
K_W04
K_Wfma03
UMIEJĘTNOŚCI
Um01
Potrafi interpretować zjawiska w atmosferze
Um02
Posiada umiejętność krytycznej analizy informacji dotyczących zanieczyszczeń
atmosfery
K_U05
K_U05
K_Ufma03
Km01
ma świadomość konieczności ciągłego poszerzania zakresu swojej wiedzy
K_K01
K_Kfma02
Wykład (30godzin)
Znajomość podstaw chemii fizycznej
Skład chemiczny atmosfery. Fizyczna interpretacja zjawisk w atmosferze. Fotochemia i kinetyka w zastosowaniu do
atmosfery. Ozon w stratosferze. Mechanizm powstawania dziury ozonowej. Troposfera. Jony w atmosferze.
Atmosfery pozaziemskie. Ewolucja i zmiany atmosfery i klimatu. Efekt cieplarniany. Problemy zanieczyszczenia i
ochrony atmosfery
Załącznik do sylabusa kursu „Chemia atmosfery”
70
WIEDZA
W01 – Student zna skład i budowę atmosfery oraz zjawiska przebiegające w atmosferze;
1. Podaj skład chemiczny atmosfery.
2. Jakie czynniki brane są pod uwagę przy podziale atmosfery na strefy?
3. Wymień strefy atmosfery.
4. W której strefie atmosfery przebiegają niemal wszystkie procesy życiowe na Ziemi?
5. Czym jest ozonosfera?
6. Zapisz równania reakcji prowadzące do powstania ozonu.
7. Jakie reakcje przebiegają w atmosferze z udziałem ozonu?
W02 - Student zna sposoby emisji i przemieszczania się zanieczyszczeń;
1. Jakie są naturalne i antropogeniczne źródła zanieczyszczeń atmosfery?
2. W jaki sposób zanieczyszczenia transmitowane są do atmosfery.
3. Czym są aerozole atmosferyczne?
4. Co to są siły Coriolisa i jaką rolę odgrywają w transporcie zanieczyszczeń?
5. Jakie czynniki wpływają na transport zanieczyszczeń w atmosferze?
UMIEJĘTNOŚCI
U01 – Student zna problemy związane z zanieczyszczeniami i ochroną atmosfery;
1. Wymień główne zanieczyszczenia atmosfery?
2. Jak zanieczyszczenia wpływają na procesy przebiegające w atmosferze?
3. Jaki wpływ na zdrowie człowieka wywierają zanieczyszczenia atmosfery?
4. Wymień główne składniki „kwaśnych” opadów.
5. Jakie są skutki zjawiska „kwaśnego” opadu?
6. Czy na skutki zanieczyszczeń antropogenicznych narażone są tylko tereny silnie uprzemysłowione?
U02 – Student potrafi interpretować zjawiska przebiegające w atmosferze;
1. Czym jest smog i co jest przyczyną jego występowania?
2. Podaj różnice pomiędzy smogiem klasycznym a fotochemicznym.
3. Jakie czynniki sprzyjają zjawisku występowania smogu klasycznego i fotochemicznego?
4. Zapisz równania reakcji zachodzących podczas powstawania smogu fotochemicznego.
5. Jaki jest mechanizm powstawania „dziury ozonowej”?
6. Jakie substancje przyczyniają się do powiększania „dziury ozonowej”?
K01 – Student posiada umiejętność krytycznej analizy informacji dotyczących zanieczyszczeń atmosfery;
1. Korzystając z danych dostępnych w literaturze sporządź prognozę emisji zanieczyszczeń oraz ich skutki w
ciągu kilku najbliższych lat.
2. Korzystając z bazy informacji o „dziurze ozonowej” wykonaj wykres obrazujący jej zmiany okresie ostatnich 5,
10 20 i 50 lat.
3. Jaki wpływ na powstanie :dziury ozonowej” wywarły halogenowęglowodory?
K02 - Student ma świadomość konieczności ciągłego poszerzania zakresu swojej wiedzy.
1. Na podstawie dostępnych informacji (prasa, radio, telewizja, internet) zaproponuj sposoby/metody
zmniejszenia ilości zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery.
2. Czy zanieczyszczoną atmosferę można doprowadzić do stanu pierwotnego w określonym czasie?
3. Jakie działania należy podjąć na rzecz ochrony atmosfery?
71
Język wykładowy:
Chemia koordynacyjna
Coordination chemistry
polski
chemia
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
pierwszy
6
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
CK_W01
CK_W02
CK_W03
CK_W04
CK_W05
Prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz
WIEDZA
Student zna podstawowe metody syntezy związków koordynacyjnych i rozumie
ich ograniczenia.
Zna i rozumie pojęcia związane z naturą wiązań chemicznych w związkach
koordynacyjnych.
Zna i rozumie aspekty molekularnej i elektronowe struktury związków
koordynacyjnych.
Zna i rozumie podstawowe zależności wiążące właściwości chemiczne oraz
fizykochemiczne związków koordynacyjnych z ich strukturą.
Zna podstawowe zastosowania związków koordynacyjnych wynikające z ich
właściwości chemicznych i/lub fizykochemicznych.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01, K_W02
K_W01, K_W02
K_W01, K_W02
K_W01, K_W02
K_W01, K_W02
UMIEJĘTNOŚCI
CK_U01
CK_U02
CK_U03
CK_U04
CK_U05
Potrafi wykonać podstawowe metody syntezy związków koordynacyjnych oraz
dokonać identyfikacji i charakteryzacji produktów przeprowadzonych syntez.
Potrafi zastosować wyniki badań fizykochemicznych w charakteryzacji oraz
analizie strukturalnej związków koordynacyjnych.
Potrafi przeanalizować strukturę molekularną związków koordynacyjnych pod
kątem występowania izomerów geometrycznych i konstytucyjnych z
uwzględnieniem ich ewentualnej chiralności.
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania wiążące
podstawowe właściwości chemiczne i fizykochemiczne związków koordynacyjnych
z ich strukturą molekularną i/lub elektronową.
termodynamiczną i kinetyczną trwałość związków koordynacyjnych z ich strukturą
molekularną i/lub elektronową.
K_U01, K_U02
K_U01, K_U02
K_U01, K_U02
K_U07, K_U10
K_U07, K_U10
K_U18, K_U19
K_U07, K_U10
K_U18, K_U19
CK_K01
CK_K02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii
koordynacyjnej.
K_K01, K_K02
K_K05, K_K07
72
Znajomość podstaw chemii nieorganicznej, chemii organicznej, chemii fizycznej oraz chemii teoretycznej w
zakresie przyjętych w standardach kształcenia dla tych przedmiotów.
E. Struktura a właściwości fizykochemiczne związków kompleksowych.
1.
Natura wiązań chemicznych w związkach kompleksowych.
2.
Właściwości magnetyczne związków kompleksowych. Zastosowania spektroskopii EPR w badaniach
struktury elektronowej związków kompleksowych.
3.
Właściwości elektrochemiczne związków kompleksowych.
zachodzące z udziałem związków kompleksowych.
4.
Właściwości spektroskopowe związków kompleksowych. Procesy fotochemiczne zachodzące z
udziałem stanów wzbudzonych związków kompleksowych.
5.
Zastosowania związków kompleksowych
elektrochemicznych i/lub spektroskopowych.
wynikające
z
Procesy
ich
przeniesienia
właściwości
elektronu
magnetycznych,
F. Chemia związków kompleksowych.
1.
Geometryczna i konstytucyjna izomeria związków kompleksowych.
2.
Chiralność związków kompleksowych.
3.
Termodynamiczna i kinetyczna trwałość związków kompleksowych.
4.
Termodynamiczne aspekty oddziaływań metal-ligand(y).
5.
Chelaty metali przejściowych i makrocykliczne związki kompleksowe.
6.
Karbonylki metali przejściowych.
7.
Związki metaloorganiczne.
8.
Zastosowania związków kompleksowych wynikające z ich reaktywności chemicznej.
10. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 2002.
11. Bartecki, Chemia pierwiastków przejściowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1996.
12. S. F. A. Kettle, Fizyczna chemia nieorganiczna na przykładzie chemii koordynacyjnej, PWN, Warszawa 1999.
13. L. Pauling, P. Pauling, Chemia, WNT, Warszawa 1997.
14. F. Pruchnik, Chemia metaloorganiczna. Pierwiastki przejściowe, PWN, Warszawa 1991.
15. C.E. Housecroft, A.G. Sharpe, Inorganic Chemistry, Pearson Education Ltd., Harlow, 2005.
13. A. Bartecki, Spektroskopia elektronowa zwiazków nieorganicznych i kompleksowych, PWN, Warszawa, 1971.
14. A. Bartecki, Barwa związków metali, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1993.
15. J. Inczedy, Równowagi kompleksowania, PWN, Warszawa, 1979.
16. G.A. Lawrance, Introduction to Coordination Chemistry, Wiley, 2010
17. A.F. Hill, Organotransition Metal Chemistry, RSC, Cambridge, 2002.
18. M. Gerloch, E.G. Constable, Transition Metal Chemistry, VCH, Weinheim, 1995.
Wspomagany technikami multimedialnymi wykład, ćwiczenia laboratoryjne, preparatyka chemiczna, pomiar z
obliczeniami,
73
Efekty CK_W01, CK_W02, CK_U01, CK_K01 oraz CK_K02 sprawdzane będą podczas kolokwiów wejściowych
oraz działowych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych. Efekty CK_W03 - CK_W05 oraz CK_U03 - CK_U05
sprawdzane będą podczas kolokwiów działowych z treści wykładowych. Całość efektów kształcenia będzie
sprawdzana na końcowym egzaminie pisemnym.
Warunkiem zaliczenia Laboratorium z chemii koordynacyjnej jest
Zaliczenie Laboratorium jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do pisemnego egzaminu z
treści wykładowych przedmiotu. W przypadku niezaliczenia jednego (lub obu) kolokwiów działowych
przewidziane jest, bezpośrednio przed sesją zimową, jednorazowe kolokwium poprawkowe uwzględniająca
całość treści programowych związanych z Laboratorium. Dwa kolejne kolokwia poprawkowe będą miały miejsce
w trakcie sesji egzaminacyjnej, odpowiednio przed drugim i trzecim terminem końcowego egzaminu pisemnego.
Obejmujący treści wykładowe pisemny egzamin końcowy z przedmiotu (10 pytań punktowanych po 2 punkty
każde) będzie oceniany zgodnie z poniższą tabela. Zaliczenie dwóch kolokwiów działowych obejmujących
materiał wykładu nie jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do końcowego egzaminu z
przedmiotu, może być natomiast podstawą do zwolnienia studenta z jego zdawania (pod warunkiem zaliczenia
Laboratorium przed rozpoczęciem sesji zimowej).
Ocena
< 10
2,0
> 10
3,0
> 12
3,5
> 14
4,0
> 16
4,5
> 18
5,0
Aktywność
45 godz.
związanych z treściami wykładowymi
Przygotowanie się do egzaminu końcowego i egzamin
30 godz.
15 godz.
15 godz.
15 godz.
15 godz.
15 godz.
150 godz.
6 ECTS
Załącznik do sylabusa: Chemia koordynacyjna
Przykłady pytań sprawdzających efekty kształcenia
Wiedza:
CK_W01: Student zna podstawowe metody syntezy związków koordynacyjnych i rozumie ich ograniczenia.
Na wybranych przykładach omówić metody otrzymywania karbonylków metali przejściowych.
Wyjaśnić pojęcia: termodynamicznej oraz kinetycznej trwałości związków kompleksowych.
Na wybranych przykładach mówić metody (bezpośrednią oraz in situ) otrzymywania kompleksów metali
przejściowych z ligandami makrocyklicznymi.
CK_W02: Student zna i rozumie pojęcia związane z naturą wiązań chemicznych w związkach koordynacyjnych.
74
Ligandy X = N(CH3)3 oraz Y = (CH3)2NCH2CH2N(CH3)2 tworzą z dwuwartościowymi jonami metali przejściowych
2+
2+
2+
kompleksy o ogólnych wzorach MX6 oraz MY3 . Uzasadnić większą trwałość kompleksu MY3 .
Korzystając z tzw. reguły 18 elektronów uzasadnić trwałość związków (C 5H5)Ta(CO)4 oraz (C5H5)Re(CO)3.
Kompleks biscyklopentadienylożelazo(II) – ferrocen ma charakter związku aromatycznego. Na wybranych
przykładach reakcji zachodzących z udziałem tego kompleksu uzasadnić powyższe stwierdzenie.
CK_W03: Student zna i rozumie aspekty molekularnej i elektronowej struktury związków koordynacyjnych.
Podać jakie są oczekiwane właściwości magnetyczne kompleksów Ni(CN) 4 (o strukturze płaskiego kwadratu)
oraz NiCl4 (o strukturze tetraedrycznej).
2+
Biorąc pod uwagę że dla jonu kompleksowego Cr(en) 3 wartość momentu magnetycznego effwynosi 4.75
Bpodać do jakie klasy kompleksów (nisko-spinowe lub wysoko-spinowe) należy w/w. jon.
2+
Dla jonu kompleksowego V(NH3)6
eff
B.
Uzasadnić, że wartość ta odpowiada oczekiwanej dla kompleksu o symetrii oktaedrycznej.
Podać dla którego z kompleksów w poniżej wymienionych parach oczekiwana energia rozszczepienia orbitali d
jest większa.
3+
a) CrF6 oraz Cr(NH3)6
b) Fe(CN)6 oraz Fe(CN)6
2+
2+
b) MnF6 oraz ReF6
d) Ni(H2O)6 oraz Ni(en)6
Podać dla którego z następujących jonów kompleksowych można oczekiwać występowania efektu JahnaTellera
3
3
2+
2+
a) Cr(CN)6
b CoF6
c) Cu(NH3)6
d) Mn(H2O)6
W oktaedrycznychniskospinowych kompleksach, bezbarwnym Cr(CO) 6 oraz intensywnie czerwonym
6
Mn(CO)5Cl, centralny atom metalu ma konfigurację elektronową typu d . Podać możliwe przyczyny
obserwowanej różnicy w barwie w/w. karbonylków.
Korzystając z tzw. reguły 18 elektronów uzasadnić trwałość następujących związków: (a) Ni(CO) 4, (b)
Mn2(CO)10, (c) Fe2(CO)9 oraz (d) Fe3(CO)12.
CK_W04: Student zna i rozumie podstawowe zależności wiążące właściwości chemiczne oraz fizykochemiczne
związków koordynacyjnych z ich strukturą.
3+
W widmie absorbcyjnym jonu Ti(H2O)6 obserwuje się pasmo przy 510 nm. Podać jakiemu kolorowi światła
odpowiada ta wartość oraz jaki jest obserwowany kolor roztworu.
2+
Jon kompleksowy Ru(bpy)3 absorbuje światło o długości fali ok. 450 nm emitując następnie przy ok. 620 nm.
Podać jaki jest kolor roztworu zawierającego ten jon oraz jaki jest kolor emitowanego światła.
3+
3+
Proces elektrodowej redukcji jonu Co(H2O)6 zachodzi w dwóch etapach zgodnie z równaniami Co(H2O)6 +
2+
2+
e
Co(H2O)6 oraz Co(H2O)6 + 2e
Co + 6H2O. Podać oczekiwane kierunki zmian potencjałów
standardowych dla obu powyższych reakcji przy zamianie koordynujących cząsteczek H2O na NH3(ligand
o charakterze elektrono-donorowym) lub P(C6H5)3 (ligand o charakterze elektrono-akceptorowym).
Wyjaśnić dlaczego potencjał standardowy reakcji elektrodowej Fe(CN) 6 + e
Fe(CN)6 przesuwa się
w kierunku wartości ujemnych wraz ze wzrostem pH roztworu.
Zaproponować sposób rozróżnienia izomerów karbonylkowego kompleksu molibdenu Mo(CO) 3(pirydyna)3
biorąc pod uwagę oczekiwane różnice w ich właściwościach spektroskopowych
Wyjaśnić dlaczego w widmach elektronowych kompleksów metali przejściowych obserwuje się słabe (o małych
wartościach molowego współczynnika ekstynkcji) przejścia elektronowe typu d-d oraz silne (o dużych
wartościach molowego współczynnika ekstynkcji) przejścia elektronowe typu MLCT.
CK_W05: Student zna podstawowe zastosowania związków koordynacyjnych wynikające z ich właściwości
chemicznych i/lub fizykochemicznych.
Na wybranych przykładach omówić wynikające z ich właściwości magnetycznych praktyczne zastosowania
kompleksów metali przejściowych.
Na wybranych przykładach omówić wynikające z ich właściwości spektroskopowych w zakresie UV-VIS
praktyczne zastosowania kompleksów metali przejściowych.
Na wybranych przykładach omówić zastosowania kompleksów metalu przejściowych jako katalizatorów
w procesach chemicznych o znaczeniu przemysłowym.
Umiejętności:
CK_U01: Student potrafi wykorzystać podstawowe metody syntezy związków koordynacyjnych oraz dokonać
identyfikacji i charakteryzacji produktów przeprowadzonych syntez.
Zaproponować prosty test chemiczny pozwalający na rozróżnienie izomerów związku kompleksowego
kobaltu(III) który może występować w dwóch formach jonizacyjnych [Co(NH 3)5Br]SO4 oraz [Co(NH3)5(SO4)]Br.
Omówić podstawy badania składu kompleksów metodami spektrofotometrycznymi (metodą zmian ciągłych
Job’a, metoda stosunku molowego, metoda Bjerrum’a).
CK_U02: Student potrafi zastosować wyniki badań fizykochemicznych w charakteryzacji oraz analizie strukturalnej
związków koordynacyjnych.
Zaproponować sposób rozróżnienia izomerów karbonylkowego kompleksu molibdenu Mo(CO)3(pirydyna)3 biorąc pod
uwagę oczekiwane różnice w ich właściwościach spektroskopowych.
Zaproponować sposób rozróżnienia izomerów karbonylkowego kompleksu rutenu Ru(dppe)(CO) 2Cl2 biorąc pod
uwagę oczekiwane różnice w ich właściwościach spektroskopowych (dppe = 1,2-bis(difenylofosfino)etan).
W reakcji Cr(CO)6 z 2,2’-bipirydylem – bpy następuje wymiana liganda(ów) CO na silniej koordynującą
cząsteczkę(i) bpy. Przeanalizować (z podaniem możliwych diastereoizomerów oraz enancjomerów) izomerię
75
przestrzenną możliwych produktów reakcji oraz zaproponować sposób ich rozróżnienia biorąc pod uwagę
oczekiwane różnice w ich właściwościach spektroskopowych.
W reakcji Os(CO)4Cl2 z 1,2-bis(difenylofosfino)etanem – dppe (C6H5)2PCH2CH2P(C6H5)2 otrzymuje się
produkt(y) podstawienia o ogólnym wzorze Os(dppe)(CO) 2Cl2. Podać jakie są możliwe izomery produktu tej
reakcji oraz, biorąc pod uwagę oczekiwane różnice w ich właściwościach spektroskopowych (spektroskopia IR
31
oraz P NMR), zaproponować sposób ich rozróżnienia.
CK_U03: Student potrafi przeanalizować strukturę molekularną związków koordynacyjnych pod kątem występowania
izomerów geometrycznych i konstytucyjnych z uwzględnieniem ich ewentualnej chiralności.
Przeanalizować (z podaniem możliwych diastereoizomerów oraz enancjomerów) izomerię przestrzenną
+
związków kompleksowych rutenu(III): Ru(pirydyna) 3Cl3, [Ru(2,2-bipirydyna)2Cl2]
oraz Ru(2,2’:6,2’terpirydyna)Cl3.
Na wybranych przykładach omówić izomerię „połączeniową” związków kompleksowych.
Przeanalizować (z podaniem możliwych diasteroizomerów oraz enancjomerów) izomerię przestrzenną produktu
reakcji FeCl3 + 3NH3 Fe(NH3)3Cl3.
W reakcji uwodnionego chlorku kobaltu(II) Co(H 2O)6Cl2 z 1,2-etylenodiaminą (en) prowadzonej w obecności
+
2+
3+
H2O2 można otrzymać następujące produkty [Co(en)(H2O)2Cl2] , [Co(en)2(H2O)Cl]
oraz Co(en)3 .
Przeanalizować (z podaniem możliwych diastereoizomerów oraz enancjomerów) ich izomerię przestrzenną.
W reakcji kompleksu żelaza (III) z anionem acac (acacH = acetyloaceton) w reakcji z 2,2-bipirydylem – bipy
następuje wymiana liganda(ów) acac na silniej koordynującą(e) cząsteczkę(i) bipy. Przeanalizować (z
podaniem możliwych diastereoizomerów oraz enancjomerów) izomerię przestrzenną substratu oraz produktów
reakcji:
+
2
3+
(a) Fe(acac)3, (b) Fe(bipy)(acac)2 , (c) Fe(bipy)2(acac) + oraz (d) Fe(bipy)3 .
CK_U04: Student potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania wiążące podstawowe właściwości
chemiczne i fizykochemiczne związków koordynacyjnych z ich strukturą molekularną i/lub elektronową.
Ligand dwukleszczowy Ph2PCH2CH2PPh2 tworzy czerwony diamagnetyczny kompleks niklu(II)
NiCl2(Ph2PCH2CH2PPh2) który podczas ogrzewania zmienia kolor na niebieski-zielony oraz staje się
paramagnetyczny z wartością momentu magnet
B. Skomentować powyższą obserwację biorąc
pod uwagę możliwość izomeryzacji kompleksu NiCl2(Ph2PCH2CH2PPh2).
Podać różnicę pomiędzy mechanizmami asocjacyjnym i dysocjacyjnym dla reakcji wymiany liganda ML 5X + Y
 ML5Y + X oraz zaproponować eksperymentalny sposób rozróżnienia obu mechanizmów.
Uzasadnić obserwowane eksperymentalnie (np. w reakcjach wymiany ligandów) różnice w kinetycznej
3+
2+
inertnościoktaedrycznych kompleksów jonów Cr oraz Cr .
CK_U05: Student potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące termodynamiczną
ikinetyczną trwałość związków koordynacyjnych z ich strukturą molekularną i/lub elektronową.
2+
Badając reakcję wymiany cząsteczek wody na jon Cl stwierdzono, że szybkość reakcji Ni(H2O)6 + Cl 
+
2+
+
Ni(H2O)5Cl + H2O nie zależy od stężenia jonów Cl podczas gdy dla reakcji Cu(H2O)6 + Cl  Cu(H2O)5Cl +
H2O obserwuje się linową zależność szybkości wymiany ligandu od stężęnia jonów Cl . Podać i uzasadnić
przyczynę obserwowanej różnicy.
Podać różnicę pomiędzy mechanizmami asocjacyjnym i dysocjacyjnym dla reakcji wymiany liganda ML 5X + Y
 ML5Y + X oraz zaproponować eksperymentalny sposób rozróżnienia obu mechanizmów.
2+
Badając reakcję wymiany cząsteczek wody na jon Cl stwierdzono, że szybkość reakcji Ni(H2O)6 + Cl 
+
2+
+
Ni(H2O)5Cl + H2O nie zależy od stężenia jonów Cl podczas gdy dla reakcji Cu(H2O)6 + Cl  Cu(H2O)5Cl +
H2O obserwuje się linową zależność szybkości wymiany ligandu od stężenia jonów Cl . Podać i uzasadnić
przyczynę obserwowanej różnicy.
CK_K01: Student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.
Podać oczekiwaną liczbę linii rezonansowych w widmie EPR anionu IrCl 6 , porównać otrzymany wynik
z danymi doświadczalnymi oraz przedyskutować możliwe przyczyny obserwowanej niezgodności.
Przedyskutować podstawowe przyczyny powodujące brak luminescencji kompleksów metali przejściowych z
pierwszego szeregu układu okresowego w porównaniu z analogiczne kompleksami metali z drugiego lub
trzeciego szeregu.
CK_K02: Student potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii koordynacyjnej.
Przedyskutować możliwość zastosowania związków kompleksowych w terapii antynowotworowej.
Przedyskutować możliwość zastosowania związków kompleksowych w procesach konwersji energii.
76
Wykład I: Promieniowanie jonizujące w nauce i technice
Lecture I:Ionising irradiation in research and technology.
Język wykładowy: język polski
chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej, Zakład Chemii Radiacyjnej
fakultatywny
drugiego stopnia
Rok studiów:
pierwszy
Semestr:
pierwszy
1
Efekty kształcenia
prof. dr hab. Krzysztof Wojciechowski
Odniesienie do
Symbol
Wk01
Zna rodzaje promieniowania i jego cechy
fizyczne.
CH2A_W02,
CH2A_W04
77
Wk02
Zna i rozumie sposoby zaniku promieniowania
CH2A_W02,
CH2A_W04
Wk03
Rozumie sposoby oddziaływania
promieniowania ze środowiskiem.
CH2A_W06
Wk04
Zna metody pomiarowe i techniki badawcze
wykorzystywane w badaniach odziaływania
promieniowania
Uk01
Potrafi ocenić efekty oddziaływań otoczenia z
promieniowaniem wyskoenergetycznym
Uk02
potrafi krytycznie analizować zagrożenia
popromienne.
CH2A_U05
CH2A_Ufma02
Kk01
ma świadomość konieczności ciągłego
poszerzania zakresu swojej wiedzy w związku
z rozwojem nauki
CH2A_K01
CH2A_Kfma02
Kk02
potrafi formułować opinie na temat
podstawowych zagadnień chemicznych
CH2A_W07
CH2A_Wfma04
CH2A_U05
CH2A_K07
wykład (15 godzin)
opanowany materiał z wcześniej realizowanych przedmiotów: fizyka,
matematyka, chemia kwantowa, chemia fizyczna I
Rodzaje promieniowania i jego oddziaływanie z otoczeniem – Rys historyczny.
Czynniki wpływające na efektywność oddziaływania. Skutki oddziaływania.
Chemia radiacyjna i fotochemia. Sztuczne źródła promieniowania i ich
wykorzystanie w nauce i praktyce – komory radiacyjne, akceleratory, lampy
fotochemiczne. Metody pomiarowe i techniki badawcze wykorzystywane w chemii
Treści modułu kształcenia: radiacyjnej i fotochemii. Fotoliza, radioliza bezpośrednia i sensybilizowana,
fotoliza i radioliza impulsowa. Produkty krótkożyciowe. Radioliza mikro- i
nanosekundowa. Metody badania procesów jonowych i rodnikowych. Badania
prowadzone w katedrze Chemii Fizycznej – omówienie układów radiacyjnych R HX (R = Ar ,Kr, Xe: HX = HCl, HBr, halogenowęglowodory). Badania w
warunkach fotolizy, radiolizy stacjonarnej i impulsowej.
1. J. Kroh, Ed. Wybrane zagadnienia z chemii radiacyjnej, PWN,
Warszawa 1986.
2. K. Wojciechowski, Procesy przenoszenia wzbudzenia od atomów
gazów szlachetnych do cząsteczek w fazie gazowej. Mechanizm i
kinetyka, WSRP, Siedlce 1996.
3. A. Jówko, Procesy przenoszenia reaktywności podczas radiolizy
78
układów gaz szlachetny-domieszka molekularna, WSRP, Siedlce
1984.
Literatura uzupełniająca:
1. W. Barszczewska, Procesy wychwytu elektronów w układach
zawierających halogenopochodne węglowodorów, AP, Siedlce 2007.
audiowizualnych.
Efekty Wk01 - Wk04, Uk01, Uk02 oraz Kk01 i Kk02 sprawdzane będą
efektów kształcenia osiaganych przez na kolokwium końcowym
studenta:
Forma i sposób zaliczenia
(wraz z kryteriami
oceniania):
Zaliczenie w formie testu.Test - 10 pytań równocennych, każde po 1 pkt. W
sumie 10 pkt. Oceny określane są w następujący sposób:
10pkt - 5; 9 pkt - 4,5; 8 pkt - 4; 7 pkt - 3,5; 6-5 pkt - 3; poniżej 5 pkt - 2.
Punkty ECTS za przedmiot 1.
Obciążenie pracą studenta: wykład - 15 godz., konsultacje - 5 godz.,
przygotowanie do zaliczenia - 10 godz.
Załącznik do Sylabusa: „Promieniowanie jonizujące w nauce i technice” lub „Promieniowanie i otoczenie”
(kolokwium zaliczeniowe).
Wiedza
Wk01 Zna rodzaje promieniowania i jego cechy fizyczne.
 Podaj podstawowe własności promieniowania alfa
 Mechanizmy rozpadu beta i podstawowe własności tego promieniowania
Wk02 Zna i rozumie sposoby zaniku promieniowania
 Procesy absorpcji promieniowania alfa w materii
 Procesy absorpcji promieniowania gamma w materii
Wk03 Rozumie sposoby oddziaływania promieniowania ze środowiskiem.
 Podstawowe procesy radiacyjne w atmosferze. Mechanizm tworzenia ozonu w radiolizie tlenu.
 Na czym polega radioliza sensybilizowana - podaj przykłady jej zastosowania w badaniach mechanizmu i
kinetyki procesów chemicznych w fazie gazowej.
Wk04 Zna metody pomiarowe i techniki badawcze wykorzystywane w badaniach oddziaływania promieniowania.
 Jakie źródła promieniowania jonizującego najczęściej stosowane są w badaniach i zastosowaniach chemii
radiacyjnej.
 Metody i techniki dozymetrii promieniowania jonizującego stosowane w chemii radiacyjnej.
 Budowa i zasada działania różnych typów akceleratorów elektronów.
 Budowa i zasada działania zestawu do radiolizy impulsowej układów gazowych.
Umiejętności
Uk01 Potrafi ocenić efekty oddziaływań promieniowania wysokoenergetycznego z otoczeniem.
 Podstawowe procesy radiacyjne w atmosferze.
 Zastosowanie metod chemii radiacyjnej w medycynie.
Uk02 potrafi krytycznie analizować zagrożenia popromienne.
 Wpływ różnych dawek promieniowania na organizm człowieka.
 Na czym polega zjawisko hormezy radiacyjnej.
Kompetencje
79
Kk01 ma świadomość konieczności ciągłego poszerzania zakresu swojej wiedzy w związku z rozwojem nauki.
 Wymień najważniejsze zastosowania metod chemii radiacyjnej w przemyśle, ochronie środowiska,
medycynie.
Kk02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych.
 W jakich dziedzinach nauki i praktyki można zastosować promieniowanie jonizujące.
80
Fotochemia i chemia radiacyjna
Photochemistry and radiation chemistry
Język wykładowy:
polski
chemia
Instytut Chemii
Specjalność FIZYKOCHEMICZNE
METODY ANALITYCZNE
Rok studiów:
drugiego stopnia
pierwszy
Semestr:
Semestr drugi
8
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
W_01
W_02
W_03
W_04
W_05
dr hab. Krzysztof Wojciechowski
WIEDZA
Student zna i rozumie podstawowe pojęcia i prawa fotochemii i chemii
radiacyjnej.
Zna i rozumie mechanizmy różnych rodzajów fluorescencji.
Zna różne rodzaje metod i technik badawczych w fotochemii i chemii
radiacyjnej.
Zna mechanizmy radiolizy wody i roztworów wodnych oraz fizykochemiczne
własności elektronów suchych, solwatowanych i rodników OH.
Zna podstawy i zastosowania kinetyki dyspersyjnej.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01, K_W02
K_W01, K_W02
K_W04, K_W06
K_W06, K_W07
K_W06
UMIEJĘTNOŚCI
U_01
U_02
U_03
U_04
U_05
Potrafi prowadzić badania kinetyczne metodą radiolizy impulsowej w
układach gazowych.
Potrafi korzystać z bazy danych kinetycznych NIST.
Potrafi analizować dane kinetyczne z radiolizy impulsowej z zastosowaniem
programu optymalizującego SIMPLEX
Potrafi wykorzystać programy graficznych np..ORIGIN do analizy kinetycznej
wyników badań w radiolizie impulsowej.
Potrafi analizować mechanizmy reakcji w radiolizie i fotolizie układów
gazowych metodą reakcji następczych i stanu stacjonarnego.
K_U01, K_U02
K_U04
K_U10, K_U14, K_U15
K_U10, K_U14, K_U15
K_U15
K_01
K_02
Zna ograniczenia własnej wiedzy chemicznej i rozumie potrzebę dalszego jej
poszerzania.
Rozwija dociekliwość i precyzję podczas pracy doświadczalnej i teoretycznej.
K_K01, K_K07
K_K01, K_K02, K_K03
Wykład (45 godz.), laboratorium (45 godz.)
Znajomość chemii na poziomie licencjatu
81
Wykłady
Fotochemia 15 godzin
1. Podstawowe prawa i pojęcia fotochemiczne. Procesy pierwotne, wtórne i produkty przejściowe.
2. Procesy emisyjne: fluorescencja, fosforescencja, fluorescencja opóźniona, ekscymerowa, chemiluminescencja.
3. Źródła promieniowania, monochromatory, fotoreaktory. Fotoliza błyskowa, spektrofluorymetria,
spektrofosforymetria.
3. Kinetyka i wydajności kwantowe reakcji fotochemicznych.
4. Rodzaje reakcji fotochemicznych cząsteczek dwu- i wieloatomowych. Chemiczne reakcje izomeryzacji i
przegrupowania. Fotoutlenianie i fotoredukcja związków organicznych. Fotochemiczne podstawienie. Związki
metaloorganiczne.
5. Fotochemia kwasów nukleinowych i białek. Fotosynteza. Fotopolimeryzacja, proces fotograficzny,
kserograficzny. Zjawisko fotochromowe.
6. Fotochemia atmosfery.
Chemia Radiacyjna 30 godzin
1. Podstawowe pojęcia i jednostki. Izotopowe i akceleratorowe źródła promieniowania jonizującego. Dozymetria
promieniowania jądrowego.
2.Specjalne metody i techniki badawcze w chemii radiacyjnej.
3. Mechanizm i kinetyka procesów procesów radiolizy wody.
4.Fizykochemiczne własności elektronów solwatowanych i suchych.
5. Fizykochemiczne własności rodników OH w fazach skondensowanych.
6. Procesy radiacyjne w bardzo niskich temperaturach.
7. Reaktywność wodoru atomowego w niskich temperaturach. Kinetyka dyspersyjna.
8. Procesy radiacyjne w atmosferze.
9. Praktyczne zastosowania technik chemii radiacyjnej w chemii.
10. Praktyczne zastosowanie technik chemii radiacyjnej w przemyśle, medycynie.
Laboratorium (45 godzin)
1. Techniki pracy z zastosowaniem układu do radiolizy impulsowej gazów.
2. Dozymetria akceleratora elektronów SINUS-5 - dozymetr ozonowy.
3. Badanie kinetyki tworzenia ozonu w radiolizie impulsowej tlenu.
4. Badanie mechanizmu/kinetyki tworzenia ozonu w radiolizie układów O2-M.
5. Badanie mechanizmu i kinetyki reakcji rodników OH w układach Ar-H2O-M.
1. J. Sobkowski, „Chemia jądrowa”, PWN, 1981.
2. „Wybrane zagadnienia chemii radiacyjnej” praca zbiorowa pod red. J. Kroh, PWN, 1986.
3. K. Wojciechowski, „Procesy przenoszenia wzbudzenia od atomów gazów szlachetnych do cząsteczek w fazie
gazowej. Mechanizm i kinetyka”, WSRP, Siedlce, 1996.
4. "Procesy przenoszenia reaktywności podczas radiolizy układów gaz szlachetny - domieszka molekularna" A.
Jówko, WSRP, 1984.
5. J. P. Simons, „Fotochemia i spektroskopia”, PWN, Warszawa, 1976.
6. S. Paszyc, „Podstawy fotochemii”, PWN, Warszawa, 1981.
1. J. Kroh, „Chemia radiacyjna”, PWN, 1970.
2. J. Kroh, „Technika radiacyjna”, PWN, 1971.
wykład z wykorzystaniem technik multimedialnych, laboratoryjna metoda problemowa.
Efekty W_01 -W05 oraz U01-U05 sprawdzane będą w trakcie: oceniania sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.
Efekty W_01 – W_05 sprawdzane będą na egzaminie pisemnym w czasie sesji .egzaminacyjnej.
82
Laboratorium.
Złożenie i zaliczenie sprawozdań z wykonanych zadań laboratoryjnych.
Sprawozdania są oceniane w skali od 0 do 5 pkt.
Każdy student składa 4 sprawozdania.
Łącznie za ćwiczenia student może uzyskać maksimum 20 punktów.
Minimum do zaliczenia ćwiczeń - 10,5 pkt.
Wykłady
Fotochemia
Egzamin pisemny po zaliczeniu ćwiczeń (zadania otwarte/testowe) - maksimum punktów 20.
Zaliczenie egzaminu po uzyskaniu minimum 10,5 punktów.
Chemia radiacyjna.
Egzamin pisemny po zaliczeniu ćwiczeń (zadania otwarte/testowe) - maksimum punktów 20.
Zaliczenie egzaminu po uzyskaniu minimum 10,5 punktów.
Obliczanie końcowej punktacji kursu.
1. Punkty uzyskane z ćwiczeń i obu części egzaminu są sumowane.
2. Do w/w sumy dodawana są punkty uzyskane z egzaminu.
Student maksymalnie może uzyskać 20 pkt. z ćwiczeń i 40 pkt. z egzaminu.
Student ma prawo do dwóch terminów egzaminu poprawkowego.
Przeliczanie punktów na ocenę końcową kursu:
Ocena dostateczna
31,5 - 36,0 pkt
Ocena dst +
36,5 - 42 pkt.
Ocena dobra
42,5 - 48 pkt.
Ocena dobra +
48,5 - 54 pkt.
Ocena bardzo dobra
> 54,0 pkt.
Aktywność
45 godz.
45 godz.
10 godz.
Samodzielna praca z bazą danych NIST
10 godz.
Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
30 godz.
10 godz.
50 godz.
200 godz.
8 ECTS
Załącznik do Sylabusa kursu „Fotochemia i chemia radiacyjna”
WIEDZA
W_01 Student zna i rozumie podstawowe pojęcia i prawa fotochemii i chemii radiacyjnej.
 Podaj definicje I i II prawa fotochemii.
 Jaką wielkość wyznacza się przy pomocy równania Sterna-Volmera?
 Podaj jednostki dawki pochłoniętej i ekspozycyjnej oraz mocy dawki
i tradycyjne.
 Co to jest wydajność radiacyjna i w jakich jednostkach jest wyrażona?
 Metody wyznaczania dawki pochłoniętej w chemii radiacyjnej - dozymetria.
w
układzie
SI
W_02 Student zna i rozumie mechanizmy różnych rodzajów fluorescencji
 Jaki rodzaj przejść elektronowych ma miejsce podczas zjawiska fluorescencji?
 Wskaż różnice pomiędzy fluorescencją opóźnioną typu „E” i „P”.
W_03 Student zna różne rodzaje metod i technik badawczych w fotochemii i chemii radiacyjnej.
 Na czym polega metoda fotolizy błyskowej i w jaki sposób ulegała ona modyfikacji?
 Określ
przeznaczenie
stosowanych
w
technikach
pomiarowych
tj. monochromator, fotopowielacz, oscyloskop, spektrofotometr.
przyrządów
83
 Wymień podstawowe źródła izotopowe i ich charakterystykę (rodzaj emitowanego promieniowania, t 1/2, i
energię) stosowane w chemii radiacyjnej.
 Wymień
podstawowe
typy
akceleratorów
elektronów
stosowanych
w
chemii
radiacyjnej
i krótko scharakteryzuj zasadę działania jednego z nich.
 Wymień metody detekcji pośrednich produktów radiolizy stosowane w radiolizie impulsowej (podaj schemat
układu pomiarowego jednej z wymienionych metod).
 Co to są zmiatacze i jaką rolę pełnią w badaniach radiacyjnych. Podaj przykład ich zastosowania.
W_04 Student zna mechanizmy radiolizy wody i roztworów wodnych oraz fizykochemiczne własności elektronów
suchych, solwatowanych i rodników OH
 Efekty torowe w radiolizie wody. Wydajności pierwotnych produktów radiolizy w węźle.
 Pierwotne procesy w radiolizie wody (schemat czasowy).
 Co to jest elektron solwatowany i suchy. Podaj jego podstawowe właściwości i wydajności w radiolizie wody.
Reakcje charakterystyczne elektronu solwatowanego i rodnika OH.
W_05 Student zna podstawy i zastosowania kinetyki dyspersyjnej.
 Co to jest kinetyka dyspersyjna i czym różni się od klasycznej kinetyki reakcji chemicznych?
 Podaj podstawowe równania kinetyki dyspersyjnej.
 W jakich układach i warunkach powinniśmy posługiwać się kinetyką dyspersyjną?
UMIEJĘTNOŚCI
U_01 Student potrafi prowadzić badania kinetyczne metodą radiolizy impulsowej w układach gazowych (umiejętność
sprawdzana w trakcie wykonywania eksperymentów).
 wykonaj pomiary mające na celu sporządzenie widma absorpcyjnego rodnika OH.
U_02 Student potrafi korzystać z bazy danych kinetycznych NIST.
 Porównaj eksperymentalne stałe szybkości otrzymane w trakcie ćwiczeń z danymi literaturowymi zawartymi w
bazach danych kinetycznych (np. w bazie NIST).
U_03 Student potrafi analizować dane kinetyczne z radiolizy impulsowej z zastosowaniem programu
optymalizującego
wykorzystującego
algorytm
SIMPLEX
(umiejętność
sprawdzana
w trakcie opracowywania wyników eksperymentów).
 Na podstawie uzyskanych danych sporządź widmo absorpcyjne badanego produktu przejściowego.
 Sporządź wykres, na podstawie którego można określić stałą szybkości badanej reakcji.
U_04 Student potrafi wykorzystać programy graficzne (np. Origin) do analizy kinetycznej wyników badań w radiolizie
impulsowej (umiejętność sprawdzana w trakcie opracowywania wyników eksperymentów).
 Sporządź wykres, na podstawie którego można określić stałą szybkości badanej reakcji.
U_05 Student potrafi analizować mechanizmy reakcji w radiolizie i fotolizie układów gazowych metodą reakcji
następczych i stanu stacjonarnego.
 Na podstawie podanego mechanizmu radiolizy układu O 2-M wyprowadzić metodą stanu stacjonarnego
zależność G(O3) = f([M]).
 Korzystając z eksperymentalnych zależności A = f(t) otrzymanych w radiolizie układu
O2-M wyznacz stałą szybkości reakcji tworzenia ozonu z cząsteczką M.
 Korzystając z eksperymentalnych zależności A = f(t) otrzymanych w radiolizie układu
O2-M wyznacz zależność G(O3) = f([M]).
K_01 Student zna ograniczenia własnej wiedzy chemicznej i rozumie potrzebę dalszego jej poszerzania.
 Na
podstawie
wiedzy
zdobytej
w
trakcie
kursu
student
potrafi
określić
(korzystając
z dostępnej literatury), w jakim
zakresie można wykorzystywać metody fotochemiczne
i radiolizy impulsowej w badaniach mechanizmu i kinetyki reakcji chemicznych oraz analizie chemicznej.
K_02 Student rozwija dociekliwość i precyzję podczas pracy doświadczalnej i teoretycznej.
 Kompetencje zdobywane w trakcie wykonywania pomiarów na ćwiczeniach laboratoryjnych oraz
opracowywania wyników pomiarów.
84
Język wykładowy:
Chemia Wolnych Rodników
Chemistry of Free Radicals
polski
chemia
Instytut Chemii – Zakład Chemii Analitycznej
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
Pierwszy/drugi
drugi/trzeci
3+5
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
ChWR_W01
ChWR_W02
ChWR_W03
ChWR_W04
ChWR_W05
Bronisław K. Głód
WIEDZA
Student zna podstawowe pojęcia dotyczące wolnych rodników oraz ich roli w
środowisku i organizmach żywych.
Zna i rozumie wpływ wolnych rodników na funkcjonowanie organizmów żywych
oraz procesy ich stężenia.
Zna i rozumie strukturę reaktywnych form tlenu, ich właściwości fizykochemiczne
i metody ich wytwarzania.
Zna i rozumie mechanizm oddziaływania rodników z składnikami komórki oraz
istotę sprzężenia/rozprzężenia mitochondrialnego układu oksydacyjnofosforacyjnego.
Zna znaczenie wolnych rodników i antyoksydantów w hipermetaboliźmie,
chorobach neurodegeneracyjnych i ochronie środowiska.
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01, K_W02
K_W05
K_W04, K_W05
K_W01, K_W02
K_W01, K_W02
UMIEJĘTNOŚCI
ChWR_U01 właściwości wolnych rodników z ich budową.
ChWR_U02 właściwości antyoksydantów i zmiataczy wolnych rodników z ich budową.
Potrafi przeanalizować wpływ wolnych rodników i/lub antyoksydantów na
komórki biologiczne i organizmy żywe.
Potrafi przeanalizować wpływ wolnych rodników i/lub antyoksydantów na
ChWR_U04
środowisko.
Potrafi wytworzyć wolne rodniki w warunkach laboratoryjnych oraz zanalizować
ChWR_U05
antyoksydanty.
ChWR_U03
K_U03 K_U04
K_U05 K_U06
K_U07
K_U03 K_U04
K_U05 K_U06
K_U07
K_U12, K_U13,
K_U15
K_U07 K_U10
K_U18 K_U19
K_U14 K_U18
K_U19
ChWR_K01
ChWR_K02
K_K01, K_K02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej
chemii wolnych rodników.
K_K06, K_K07
85
Znajomość podstaw chemii ogólnej, fizycznej i analitycznej oraz podstaw biologii i biochemii w zakresie
przyjętym w standardach kształcenia dla tych przedmiotów.
1. Rodniki a wolne rodniki, podstawowe informacje, dzieje tlenu na ziemi i historia jego odkrycia.
2. Wytwarzanie wolnych rodników w środowisku i w organizmach żywych.
3. Wpływ wolnych rodników na organizmy żywe, stres oksydacyjny, hipermetabolizm, stany chorobowe,
starzenie się organizmów.
4. Reaktywne formy tlenu, struktura elektronowa tlenu, właściwości elektrochemiczne, wolnorodnikowe
reakcje łańcuchowe.
5. Oddziaływanie rodników z składnikami komórki, rodniki azotowe i lipidowe.
6. Sprzężenie/rozprzężenie mitochondrialnego układu oksydacyjno-fosforacyjnego.
7. Metody oznaczania wolnych rodników oraz stresu oksydacyjnego.
8. Antyoksydanty i zmiatacze wolnych rodników, równowaga oksydacyjno-antyoksydacyjna.
9. Metody oznaczania antyoksydantów i całkowitego potencjału antyoksydacyjnego ich zmiany w
hipermetaboliźmie i chorobach neurodegeneracyjnych.
10. Wolne rodniki w chemii i ochronie środowiska.
11. Szkodliwe i prozdrowotne własności wolnych rodników i antyoksydantów.
1.
2.
3.
4.
G. Bartosz (2006); Druga twarz tlenu, wolne rodniki w przyrodzie. Warszawa 2006.
L. Pauling, P. Pauling, Chemia, WNT, Warszawa 1997.
J.M. Berg, L. Stryer, J.L. Tymoczko, Biochemia, PWN, W-wa 2011.
K. Dołowy, Biofizyka, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2005
1. B.K. Głód, P. Piszcz, Wysokosprawna chromatografia cieczowa: Podstawy teoretyczne,
Wydawnictwo Akademii Podlaskiej, Siedlce 2007, wydanie drugie Siedlce 2009.
2. E. de Hoffmann, J. Charette, V. Stroobant, Spektrometria mas, WNT, W-wa 1998.
3. R. Kirmse, Spektroskopia EPR: zastosowania w chemii, Wy. UJ, Kraków 1994.
Wspomagany technikami multimedialnymi wykład, ćwiczenia laboratoryjne.
Efekty ChWR_W01, ChWR_W02, ChWR_W03, ChWR_U01, ChWRK_K01 oraz ChWRK_K02 sprawdzane będą
podczas kolokwiów wejściowych oraz działowych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych. Całość efektów kształcenia
będzie sprawdzana na końcowym egzaminie pisemnym.
Warunkiem zaliczenia Laboratorium z chemii wolnych rodników jest
Zaliczenie Laboratorium jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do pisemnego egzaminu z
treści wykładowych przedmiotu. W przypadku niezaliczenia jednego (lub obu) kolokwiów działowych przewidziane
jest, bezpośrednio przed sesją zimową, jednorazowe kolokwium poprawkowe uwzględniająca całość treści
programowych związanych z Laboratorium. Dwa kolejne kolokwia poprawkowe będą miały miejsce w trakcie sesji
egzaminacyjnej, odpowiednio przed drugim i trzecim terminem końcowego egzaminu pisemnego.
Obejmujący treści wykładowe pisemny egzamin końcowy z przedmiotu (10 pytań punktowanych po 1 punkcie
każde) będzie oceniane zgodnie z poniższą Tabelą:
Przedział punktacji/ocena: <5 ndst, > 5 dost, > 6 dost+, >7 db, > 8 db+, >9 bdb.
86
Aktywność
45 godz.
55 godz.
200 godz.
45 godz.
25 godz.
30 godz.
3+5=8
Załącznik do sylabusa: Weryfikacja efektów kształcenia
WIEDZA
ChWR_W01
Student zna podstawowe pojęcia dotyczące wolnych rodników oraz ich roli w środowisku i organizmach żywych.
1. Opisz istotę teorii Chapmana oraz dlaczego jej przewidywania nie są w pełni weryfikowalne
eksperymentalnie.
1. Choroba popromienna ma bardzo podobne objawy do chorób spowodowanych przez wolne rodniki, wyjaśnij
dlaczego.
ChWR_W02
Zna i rozumie wpływ wolnych rodników na funkcjonowanie organizmów żywych oraz procesy ich stażenia.
2. Kwas askorbinowy jest znanym antyoksydantem. Wyjaśnij dlaczego mimo to może się on przyczyniać do
wzrostu produkcji wolnych rodników.
3. Co to są telomery i jaki jest ich wpływ na długość życia organizmów żywych?
ChWR_W03
Zna i rozumie strukturę reaktywnych form tlenu, ich właściwości fizykochemiczne i metody ich wytwarzania.
2. Anionorodnik ponadtlenkowy ulega samoistnej reakcji dysmutacji. Jak można ją przyśpieszyć?
3. Tlen cząsteczkowy ma własności paramagnetyczne mimo iż posiada parzystą liczbę elektronów, wyjaśnij
dlaczego?
ChWR_W04
Zna i rozumie mechanizm oddziaływania rodników z składnikami komórki oraz istotę sprzężenia/rozprzężenia
mitochondrialnego układu oksydacyjno-fosforacyjnego.
1. Wyjaśnij mechanizm pro- i antyoksydacyjne właściwości kwasu askorbinowego.
2. Jaką funkcję pełnią białka UCP?
ChWR_W05
Zna znaczenie wolnych rodników i antyoksydantów w hipermetaboliźmie, chorobach neurodegeneracyjnych i
ochronie środowiska.
1. Proszę podać poszczególne etapy radiolizy wody i przedyskutować czy może ona mieć korzystny wpływ na
organizm człowieka.
2. Wytłumacz dlaczego glutation nie jest trawiony przez enzymy trawienna.
UMIEJĘTNOŚCI
ChWR_U01
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące właściwości wolnych rodników z ich
budową.
1. Uszereguj i wyjaśnij który z poniższych związków (alifatyczny kwas wielonienasycony, cholesterol, DPPH)
będzie tworzył najtrwalszy rodnik?
-●
2. Proszę oszacować standardowy potencjał redukcji O 2/O2 , wiedząc że standardowe potencjały układów O 2
●
●
●
/H2O2; H2O2/ OH; OH/ H2O oraz O2/H2O wynoszą odpowiednio 0,94; 0,46; 2,31 oraz 0,82 V.
ChWR_U02 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące właściwości antyoksydantów
i zmiataczy wolnych rodników z ich budową.
87
2.
3.
Proszę wyjaśnić która grupa związków, i dlaczego, charakteryzuje się silniejszymi właściwościami
antyoksydacyjnymi: a. pochodne flawonu czy b. pochodne flawanu.
Standardowy potencjał układu rodnik tokoferolowy/tokoferol (witamina E) wynosi 480 mV, a układu rodnik
askorbinianowy/askorbinian (witamina C) 282 mV. Proszę omówić czy i w jakich warunkach wit. C może
utlenić wit. E.
ChWR_U03
Potrafi przeanalizować wpływ wolnych rodników i/lub antyoksydantów na komórki biologiczne i organizmy żywe.
1. Omów wpływ wolnych rodników na składniki błon komórkowych.
2. Dlaczego mózg organem człowieka szczególnie narażonym na działanie wolnych rodników?
ChWR_U04
Potrafi przeanalizować wpływ wolnych rodników i/lub antyoksydantów na środowisko.
3. Proszę opisać reakcję Fentona oraz możliwość jej zastosowania w ochronie środowiska.
4. Jaki jest wpływ rodników hydroksylowych na środowisko?
ChWR_U05 Potrafi wytworzyć wolne rodniki w warunkach laboratoryjnych oraz zanalizować antyoksydanty.
3. Całkowity Potencjał Antyoksydacyjny najczęściej wyznacza się metodą fotometryczną. Rodniki peroksylowe
są w niej generowane wskutek termolizy związków diazowych. Reagują one następnie z tzw. detektorem,
wytwarzającym barwne produkty reakcji z rodnikami. Proszę napisać jak można obniżyć próg wykrywalności
tej techniki.
4. Opisz różne metody wytwarzania rodników hydroksylowych.
ChWR_K01
1. W kosmetologii stosowany jest koenzym Q10. Omów jego budowę i uzasadnij czy jest to zasadne.
2. Dosyć często uważa się, że wolne rodniki maja szkodliwy wpływ na organizmy żywe. Proszę uzasadnić na ile
prawdziwe jest to sformułowanie.
ChWR_K02
Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii wolnych rodników.
2. Czy antyoksydanty mogą wpłynąć na wydłużenie życia ludzkiego?
3. Jaka jest korelacja między różnymi metodami pomiaru całkowitego potencjału antyoksydacyjnego?
88
Mechanizm i kinetyka procesów przenoszenia
reaktywności w fazie gazowej (Wykład 2).
Mechanism and kinetics of energy transfer processes in the gas phase.
Język wykładowy:
polski
chemia
Instytut Chemii
(FIZYKOCHEMICZNE
PODSTAWY METOD
ANALITYCZNYCH
Rok studiów:
pierwszy
Semestr:
drugi
2
W_02
W_03
W_03
dr hab. Krzysztof Wojciechowski
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
W_01
drugiego stopnia
Symbol efektu
kierunkowego
WIEDZA
Student zna podstawowe pojęcia chemii radiacyjnej oraz budowę i zasadę
działania układu do badań radiacyjnych w fazie gazowej.
Zna mechanizm i kinetyka procesów przenoszenia energii w czystych gazach
szlachetnych.
Zna mechanizm i kinetykę procesów przenoszenia reaktywności w radiolizie
układów gaz szlachetny- cząsteczki.
Zna mechanizmy i kinetykę tworzenia ozonu w radiolizie tlenu i układów O2 cząsteczka.
K_W01, K_W06,
K_W07,
K_W04, K_W06,
K_W06,
K_W06,
UMIEJĘTNOŚCI
U_01
U_02
Umie wykorzystać układ pomiarowy radiolizy impulsowej do wyznaczania
wydajności radiacyjnej i kinetyki reakcji w fazie gazowe,
Potrafi korzystać z bazy danych kinetycznych NIST dla reakcji w fazie
gazowej.
K_U01, K_U02, K_U013
K_U04, K_U05
K_01
K_02
Rozumie procesy chemiczne zachodzące w atmosferze z udziałem ozonu i
rodników.
Rozumie praktyczne znaczenia badań nad przenoszeniem reaktywności w
układach gazowych
K_K01, K_K02,
K_K01, K_K02, K_K07
Wykład (15 godz.)
Znajomość podstawowych pojęć fizykochemicznych.
89
I Podstawowe pojęcia chemii radiacyjnej. Budowa i zasada działania układu do badań radiacyjnych w fazie
gazowej z zastosowaniem akceleratora SINUS-5.
II. Dozymetria promieniowania w radiolizie układów gazowych. Metody analizy widm A = f(t). Wyznaczanie
wydajności radiacyjnej i kinetyki reakcji.
III Analiza bazy danych kinetycznych NIST dla reakcji w fazie gazowej.
IV. Ozon i jego własności oraz reaktywność. Mechanizmy i kinetyka tworzenia ozonu w radiolizie tlenu i układów
O2 - węglowodory nasycone i nienasycone, O2-NO2 i O2-Cl2. Kinetyka reakcji ozonu z węglowodorami, NO2 i
Cl2.
V Pierwotne i wtórne procesy radiacyjne w radiolizie gazów szlachetnych. Mechanizm i kinetyka procesów
przenoszenia energii w czystych gazach szlachetnych.
VI. Mechanizm i kinetyka przenoszenia reaktywności w radiolizie i fotolizie układów gaz szlachetny- cząsteczki.
VII. Mechanizm i kinetyka tworzenia i zaniku ekscymerów RgX w fazie gazowej.
VIII Praktyczne znaczenia badań nad przenoszeniem reaktywności w układach gazowych.
1. "Procesy przenoszenia reaktywności podczas radiolizy układów gaz szlachetny - domieszka molekularna" A.
Jówko, WSRP, 1984.
2. "Procesy przenoszenia wzbudzenia od atomów gazów szlachetnych do cząsteczek w fazie gazowej.
Mechanizm i kinetyka" K. Wojciechowski, wyd. WSRP, 1996
1. „Chemia jądrowa” J. Sobkowski, PWN, 1981
2. "Wybrane zagadnienia chemii radiacyjnej" praca zbiorowa pod red. J. Kroh PWN 1986
3. "Chemia radiacyjna" J. Kroh PWN 1970
4. "Technika radiacyjna" J. Kroh PWN 1971
Wykład problemowy z wykorzystaniem technik multimedialnych.
Efekty W_01 -W_05 sprawdzane będą w trakcie kolokwium zaliczeniowego.
Efekt U_01 i U_02 sprawdzany będzie w czasie ćwiczeń laboratoryjnych z fotochemii i chemii radiacyjnej oraz w
trakcie przygotowywania eksperymentalnego i teoretycznego pracy magisterskiej.
90
Zaliczenie kursu - na podstawie kolokwium pisemnego (pytania otwarte).oceniane w skali punktowej - maksimum
20 pkt.
Warunkiem zaliczenia kolokwium jest uzyskanie minimum 10,5 pkt.., które następnie przeliczane są na oceny.
Punkty dodatkowe za obecność na wykładach: 2 pkt za wszystkie obecności; 1 pkt. za 1 nieobecność.
Student ma prawo do dwóch terminów egzaminu poprawkowego.
Przeliczanie punktów na ocenę końcową kursu:
Ocena dostateczna
10,5 - 12,0 pkt
Ocena dst +
12,5 - 14,0.0 pkt.
Ocena dobra
14,5 - 16,0 pkt.
Ocena dobra +
16,5 - 18,0 pkt.
Ocena bardzo dobra
> 18,5 pkt.
Aktywność
15 godz.
5 godz.
Samodzielna praca z bazą danych kinetycznych NIST
10 godz.
Przygotowanie się do kolokwium zaliczeniowego.
20 godz.
50 godz.
2 ECTS
91
92
Język wykładowy:
Metodologia badań naukowych
Research methodology
polski
chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
pierwszy
drugi
1
Barbara Pezler
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
W01
Zna kryteria jakim podlegają badania naukowe
W02
W03
Wie, jak korzystać z literatrury fachowej i informacji naukowej
Rozumie sformułowania problemów w różnych etapach badań
Symbol efektu
kierunkowego
K_W10, K_W12
K_W14
K_W15
UMIEJĘTNOŚCI
U01
Umie dokonać analizy błędów pomiarowych w konkretnym przypadku
U02
Potrafi sformułować problem badawczy
Potafi zaprojektować eksperyment potwierdzający lub obalający hipotezę
roboczą
Posiada umiejętność opisu wyników własnych badań w postaci pracy
dyplomowej
U03
U04
K_U03, K_U13, K_U15
K_U02, K_U05, K_U18,
K_U19
K_U02
K_U15, K_U15
K01
K02
K03
Potrafi precyzyjnie formułować pytania służące pogłębieniu własnego
zrozumienia danego tematu lub odnalezieniu brakujących elementów
rozumowania
Rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach
własnych i innych osób; postępuje etycznie
chemicznych
K_K02
K_K04
K_K07
wykłady (15 godz.)
Zaliczenie kursów: Matematyka, Fizyka, Chemia kwantowa, Chemia fizyczna realizowanych zgodnie ze standardami
93
1. Pomiary w chemii
2. Analiza niepewności pomiarowych
3. Nauka, wiedza, technika,
4. Metodologia ogólna i szczegółowa, metodologia w naukach formalnych i empirycznych
5. Metody: obserwacyjna i eksperymentalna
6. Eksperyment naukowy
7. Schemat poznania naukowego (teoria, hipoteza, program badawczy)
8. Technika pisania pracy magisterskiej.
1. Wyrażanie Niepewności Pomiaru. Przewodnik. (tłumaczenie i komentarz J. Jaworskiego), Wydawnictwo.
Głównego Urzędu Miar, Warszawa 1999,
2. I. Lakatos, Pisma z filozofii nauk empirycznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995.
3. S. Pabis, Metodologia nauk empirycznych: 12 wykładów, Wydawnictwo Uczelniane Politechnika Koszalińska
20075.
4. R. Zenderowski, Technika Pisania prac magisterskich, CEDEWU Sp. z o.o.
1. A. Einstein, L. Infeld, Ewolucja fizyki, Prószyński i S-ka, Warszawa 1998.
2. R.P. Feynamn, Sens tego wszystkiego, Prószyński i S-ka, Warszawa 1999.
wykład tradycyjny wspomagany technikami multimedialnymi
Efekty kształcenia U01-U04 będą sprawdzane poprzez rozwiązywanie zadań problemowych.
Pisemne opracowanie wybranej ilości zadań problemowych: każde zadanie – 10 pkt. Łącznie 30 pkt.
0-15.0 (0-50%) – 2;
15.5-18.0 (51-60%) – 3;
18.5-21.0 (61-70%) – 3.5;
21.5-24.0 (71-80%) – 4;
24.5-27.0 (81-90%) – 4.5;
27.5 -30.0 (91-100%) – 5.
Aktywność
udział w wykładach
15 godz.
przygotowanie pracy zaliczeniowej
10 godz.
sumaryczne obciążenie pracą studenta
25 godz.
1 ECTS
94
Załącznik do Sylabusa: Metodologia badań naukowych
Przykładowe pytania
WIEDZA


Jakie zalety i wady ma model atomu wodoru wg. Bohra.
„The scientific theorist is not to be envied. For nature, or more precisely
experiment, is an inexorable and not very friendly judge of his work. It never
says “yes” to a theory. In the most favorable cases it says “maybe”, and in the
great majority of cases simply “no”... probably every theory will some day
experience its “no” - most theories, soon after conception”. (A.Einstein, Nov 11,
1922.) Zinterpretuj powyższą wypowiedź w kontekście metodologii naukowej.
Student Wie, jak korzystać z 
literatury fachowej i

informacji naukowej
Opisz, jak doszło do narodzin mechaniki kwantowej. Jakie fakty doświadczalne
przyczyniły się do sformułowania nowej teorii.
Przedstaw historię rozwoju modelu atomu od Demokryta do czasów
współczesnych.
W01
Student Zna kryteria jakim
podlegają badania naukowe
Zadania problemowe
W02
Zadania problemowe
W03
Student Rozumie
sformułowania problemów
w różnych etapach badań


Experiments are the only means of knowledge at our disposal the rest is poetry,
imagination. (Max Planck). Wyjaśnij rolę eksperymentu w naukach
empirycznych.
Omów funkcję weryfikującą eksperymentu naukowego.
Zadania problemowe
UMIEJĘTNOŚCI
U01
Student Umie dokonać
analizy błędów
pomiarowych w
konkretnym przypadku

Przeprowadź analizę niepewności pomiarowych podczas oznaczania
zawartości HCl w badanej próbce roztworu. Zaproponuj trzy różne metody
wykonania oznaczenia.

“Truth, in science, can be defined as the working hypothesis best fitted to open
the way to the next better one”. (Konrad Lorenz). Jaką rolę w badanich
naukowych pełni hipoteza robocza?
Wyjaśnij, jak działają środki spulchniające używane do pieczenia ciasta.
Zaproponuj serię eksperymentów, na podstawie których można będzie
stwierdzić, od jakich czynników zależy szybkość reakcji chemicznych.
Zadania problemowe
U02
Student Potrafi sformułować
problem badawczy
Zadania problemowe
U03

Student Potrafi

zaprojektować eksperyment
potwierdzający lub
obalający hipotezę roboczą
Zadania problemowe
U04
Student Posiada
umiejętność opisu wyników 
własnych badań w postaci
pracy dyplomowej
Napisz plan swojej pracy magisterskiej. Zaproponuj podział treści na rozdziały i
podrozdziały. Przedstaw cel pracy i jego uzasadnienie. Opisz metodę realizacji
celu.
Zadania problemowe
95
KOMPETENCJE
SPOŁECZNE
K01
Student
Potrafi precyzyjnie
formułować pytania służące

pogłębieniu własnego

zrozumienia danego tematu
lub odnalezieniu
brakujących elementów
rozumowania
Wyjaśnij, jak działają środki spulchniające używane do pieczenia ciasta.
Zaproponuj serię eksperymentów, na podstawie których można będzie
stwierdzić, od jakich czynników zależy szybkość reakcji chemicznych.
Zadania problemowe
K02
Student
Rozumie i docenia

znaczenie uczciwości
intelektualnej w działaniach
własnych i innych osób;
postępuje etycznie
Przedstaw „Przegląd literatury” na temat problemu sformułowanego w pracy
magisterskiej. Tekst uzupełnij przypisami dolnymi lub końcowymi, podając
niezbędne odnośniki literaturowe.
Zadania problemowe
K03
Student
Potrafi formułować własne
opinie dotyczące
podstawowych zagadnień
chemicznych

“If you wish to understand the fragrance of the rose, or the tenacity of the oak; if
you are not satisfied until you know the secret paths by which the sunshine and
the air achieve these wonders; if you wish to see the pattern which underlies
one large field of human experience and human measurement, then take up
chemistry.” (C. A. Coulson, 1973) . Jak wyjaśnić zapach róży?
Zadania problemowe
96
Metody analityczne w oznaczaniu wolnych rodników i
antyoksydantów (Wykład 3)
Analytical methods for the determination of free radicals and
antioxidants
Język wykładowy:
polski
chemia
Jednostka realizująca: Instytut Chemii – Zakład Chemii Analitycznej
Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny): obowiązkowy
Rok studiów:
Semestr:
drugiego stopnia
drugi
trzeci
3
Dr Iwona Kiersztyn
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
WRA_W01 Student zna definicję wolnego rodnika i antyoksydanta.
Zna źródła wolnych rodników.
WRA_W02
WRA_W03 Zna sposoby oznaczania wolnych rodników.
WRA_W04 Zna metody zapobiegania tworzeniu się wolnych rodników.
Zna zagrożenia jakie wynikają ze szkodliwego działania promieniowania UV oraz
WRA_W05
innych czynników wywołujących uszkodzenia komórek w organizmie człowieka.
WRA_W06 Zna metody oznaczania całkowitej zdolności antyoksydacyjnej.
Symbol efektu
kierunkowego
CH_W05
CH_W05
CH_W02, CH_W04
CH_W02, CH_W04
CH_W02, CH_W04
CH_W12
UMIEJĘTNOŚCI
WRA_U01
WRA_U02
WRA_U03
WRA_U04
Potrafi opisać czynniki wywołujące reakcje wolnorodnikowe w organizmie ludzkim.
CH_U02,
Umie opisać reakcje wolnorodnikowe.
CH_U03
Umie opisać zasadę działania antyoksydantów, wskazać źródła ich pochodzenia.
CH_U05, CH_U12,
Umie przewidzieć moc antyoksydantów na podstawie wartości potencjałów
oksydacyjnych.
CH_U06, CH_U16
WRA_U05 Umie opisać metody, którymi można wyznaczyć zdolność antyoksydacyjną.
CH_U15
WRA_K01
Potrafi pracować w zespole i rozumie znaczenie uczciwości intelektualnej i wkładu
działań własnych i innych osób.
Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach
WRA_K03
obcych.
WRA_K02
CH_K01,
CH_K03
CH_K05, CH_K07
wykład (30 godz.)
97
Znajomość podstaw chemii w zakresie przyjętym w standardach kształcenia dla tego przedmiotu.
1. Podstawowe definicje: wolne rodniki, reaktywne formy tlenu, antyoksydanty, mitochondria, stres oksydacyjny,
potencjał oksydacyjny.
2. Podstawowe metody oznaczania wolnych rodników.
3. Metody chromatograficzne jako metody badawcze służące do wyznaczania całkowitej zdolności
antyoksydacyjnej.
4. Metody elektroanalityczne – woltamperometria cykliczna, woltamperometria pulsowa różnicowa, możliwość
stosowania do wyznaczania CPA.
5. Metoda EPR – stosowana in vivo i in vitro.
6. Źródła antyoksydantów.
7. Metody zapobiegania negatywnym skutkom działania wolnych rodników.
1. G. Bartosz, Druga twarz tlenu, PWN, W-wa, 2008.
2. R. M. Roat – Malone, Chemia bionieorganiczna, PWN, W-wa, 2010.
3. Z. Witkiewicz, Podstawy chromatografii, WNT, W-wa, 1999.
4. A. Cygański, Podstawy metod elektroanalitycznych, WNT, W-wa, 1997.
1. A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, W-wa, 1997.
2. M. Molski, Chemia Piękna, PWN, W-wa, 2011.
Wspomagany technikami multimedialnymi wykład, słowna metoda problemowa, dyskusja, obliczenia.
Sprawdzenie efektów
przedmiotu.
WRA_01-WRA_06 oraz WRA_U01-WRA_U05 nastąpi podczas zaliczenia końcowego
Warunkiem uzyskania zaliczenia przedmiotu jest zaliczenie treści objętych wykładem. Zaliczenie odbywa się w
formie pisemnej w czasie trwanie semestru trzeciego, po zakończeniu wykładów. Niezaliczenie kolokwium
skutkuje w braku zaliczenia przedmiotu. Kolokwium poprawkowe ma miejsce w trakcie sesji egzaminacyjnej.
Kolejny brak zaliczenia wiąże się z niezaliczeniem przedmiotu.
Obejmujące treści wykładowe pisemne zaliczenie końcowe z przedmiotu będzie oceniane zgodnie z punktacją
procentową:
0-50%
51-60%
61-70%
71-80%
81-90%
91-100%
Ocena
2,0
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Aktywność
30 godz.
15 godz.
Przygotowanie się do zaliczenia końcowego
30 godz.
75 godz.
3
Załącznik do Sylabusa: Metody analityczne w oznaczaniu wolnych rodników i antyoksydantów (wykład 3)
98
Wiedza:
W01 - Student zna definicję wolnego rodnika i antyoksydanta.

Na dowolnie wybranym przykładzie zdefiniuj pojęcie wolnego rodnika.

Na dowolnie wybranym przykładzie zdefiniuj pojęcie antyoksydanta.
W02 - Zna źródła wolnych rodników.

Podaj trzy źródła wolnych rodników.

Czy wolne rodniki tworzą się jedynie na zewnątrz naszego organizmu?
W03 - Zna sposoby oznaczania wolnych rodników.

Opisz dowolnie wybrany sposób oznaczania wolnych rodników.
W04 - Zna metody zapobiegania tworzeniu się wolnych rodników.

Czy człowiek może zapobiegać tworzeniu się wolnych rodników? Jeżeli tak to w jaki sposób?

Jakimi metodami można zabezpieczyć skórę przed szkodliwym działaniem promieniowania UV.
W05 - Zna zagrożenia jakie wynikają ze szkodliwego działania promieniowania UV oraz innych czynników
wywołujących uszkodzenia komórek w organizmie człowieka.

Czy korzystanie z solarium jest bezkarne i obojętnie dla naszego zdrowia? Odpowiedź uzasadnij
w oparciu o wiadomości na temat promieniowania UV.
W06 - Zna metody oznaczania całkowitej zdolności antyoksydacyjnej.

Opisz metodę elektrochemiczną pozwalającą wyznaczyć CZA.

Opisz metodę chromatograficzną za pomocą, której oznaczysz CZA.
Umiejętności:
U01 - Potrafi opisać czynniki wywołujące reakcje wolnorodnikowe w organizmie ludzkim.

Opisz proces zachodzący w mitochondriach podczas którego powstają wolne rodniki.

Narysuj schemat tworzenia się wolnych rodników na naszej skórze.
U02 - Umie opisać reakcje wolnorodnikowe.

Zapisz kolejne etapy reakcji wolnorodnikowej. Podaj nazwy tych etapów.
U03 - Umie opisać zasadę działania antyoksydantów, wskazać źródła ich pochodzenia.


Jak działają antyoksydanty?
Jakie antyoksydanty masz dostępne w codziennym pożywieniu? Czy ich dawka jest
wystarczająca?
U04 - Umie przewidzieć moc antyoksydantów na podstawie wartości potencjałów oksydacyjnych.

Który z antyoksydantów nazwałbyś najsilniejszym i dlaczego?
U05 - Umie opisać metody, którymi można wyznaczyć zdolność antyoksydacyjną.

W jaki sposób możesz zastosować metodę wolamperometrii cyklicznej do oznaczania całkowitej
zdolności antyoksydacyjnej? Jakie parametry są istotne w tych oznaczeniach? Opisz je i powiedz
jak je wyznaczyć.
K01- Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

Z literatury dowiedz się czy metodami in vitro można badać wolne rodniki na ludzkiej skórze?
Czy dotyczy to badań EPR?
 Czy wolne rodniki zawsze są szkodliwe?
K02- Potrafi pracować w zespole i rozumie znaczenie uczciwości intelektualnej i wkładu działań własnych i
innych osób.

Czy przeprowadzenie badań naukowych na temat antyoksydantów i wolnych rodników byłoby
możliwe do zrealizowania przez jedną osobę czy potrzebny jest do tego celu zespół
badawczy? Spróbuj taki zespół zorganizować.
99
Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią.
Język wykładowy:
Chemia radiacyjna. (Wykład 4)
Radiation chemistry. Electron capture processes (Lecture 4)
język polski
chemia
Instytut Chemii
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
drugi
trzeci
3
dr Janina Kopyra
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
WIEDZA
Symbol efektu
kierunkowego
W01
Posiada poszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych dziedzin chemii.
W02
Zna nowoczesne techniki laboratoryjne.
K_W07
K_Wfma01
W03
Rozumie potrzebę stosowania opisu matematycznego w analizie procesów i
zjawisk chemicznych.
K_W10
K_Wfma05
K_W01
UMIEJĘTNOŚCI
U01
Posiada umiejętność z zakresu wykorzystania metod spektroskopowych w
nowoczesnej analizie chemicznej.
K_U07
U02
Potrafi określić swoje zainteresowania i je rozwijać; w szczególności jest w
stanie nawiązać kontakt ze specjalistami w swojej dziedzinie, np. rozumieć
ich wykłady przeznaczone dla chemików.
K_U17
K_Ufma03
K01
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania
w ramach samokształcenia.
K_K01
K_Kfma02
K02
chemicznych.
K_K07
K_Kfma01
Wykład (30 godz.)
Znajomość podstawowych pojęć fizyki i chemii kwantowej.
100
Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią. Efekty bezpośrednie i pośrednie.
Metody i aparatura badawcza: metoda obłoku elektronowego, metoda skrzyżowanych wiązek elektroncząsteczka, laserowa spektroskopia fotoelektronów, spektrometria mas.
Badanie wychwytu elektronu metodą obłoku elektronowego w impulsowej komorze jonizacyjnej i w komorze
Townsenda.
Wychwyt elektronu przez kompleksy van der Waalsa wodorków nieorganicznych.
Wychwyt elektronu przez kompleksy van der Waalsa halogenopochodnych metanu.
Wychwyt elektronu przez halogenopochodne alkanów: zależność stałej szybkości od polaryzowalności i momentu
dipolowego cząsteczki.
Zależność szybkości wychwytu elektronu od energii: związek między stałą szybkości, położeniem maksimum
przekroju czynnego na wychwyt elektronu i energią przejścia pionowego w obszarze Francka-Condona.
Zależność szybkości wychwytu niskoenergetycznych elektronów od temperatury: procesy endo- i egzotermiczne.
Energia aktywacji procesu wychwytu elektronu.
Wychwyt elektronu przez związki biologicznie aktywne.
1) J. Kroh, Ed. Wybrane zagadnienia z chemii radiacyjnej, PWN, Warszawa 1986.
2) I. Szamrej, Wielocząsteczkowe procesy wychwytu elektronów termicznych, WSRP, Siedlce 1987.
3) J. Sobkowski, Chemia radiacyjna i ochrona radiologiczna, Wyd. Adamantan, Warszawa, 2009.
1) L.G. Christophorou, Electron Molecule Interactions and Their Applications, vol.1 i 2, ed. L.G. Christophorou,
Academic Press, New York 1984.
2) E. Illenberger and J. Momigny, Gaseous Molecular Ions. An Introduction to Elementary Processes Induced by
Ionization. Steinkopff Verlag, Darmstadt / Springer-Verlag, New York 1992.
3) 3) J. Kopyra, W. Barszczewska, I. Szamrej, Mechanizm i kinetyka wychwytu elektronu przez haloetany,
Wiadomości Chemiczne, 58, 11-12, 2004.
Wykład wspomagany technikami multimedialnymi, wykład z dyskusją.
Dwa kolokwia w czasie wykładu. Weryfikacja efektów kształcenia następuje na kolokwiach, których przedmiotem
są zagadnienia teoretyczne.
Oceny: 5.1-6 pkt – dostateczny; 6.1-7 pkt – dostateczny plus; 7.1-8 pkt – dobry; 8.1-9 pkt – dobry plus; 9.1-10 pkt –
bardzo dobry.
Warunkiem uzyskania zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie co najmniej 5.1 punktów z każdego kolokwium. W sumie
z obu kolokwiów uzyskanie minimum 10.2 punktów.
1) pierwsze kolokwium: 10 pkt
2) drugie kolokwium: 10 pkt
Poprawy:
Jednorazowa poprawa każdego kolokwium w trakcie trwania semestru. Jedna poprawa obu kolokwiów w sesji
egzaminacyjnej.
Ocena z modułu stanowi średnią arytmetyczną dwóch ocen cząstkowych.
Aktywność
30 godz.
20 godz.
15 godz.
101
Sumaryczne obciążenia pracą studenta
Całkowita liczba punktów ECTS uzyskanych z przedmiotu
65 godz.
3
Załącznik do Sylabusa: Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią. Chemia radiacyjna.
Przykładowe pytania sprawdzające zakładane efekty kształcenia.
Wiedza:
W01-Posiada poszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych dziedzin chemii (Kolokwia działowe).


Wytłumacz mechanizm oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. Oddziaływanie bezpośrednie i
pośrednie (radioliza wody).
Wymień i omów mechanizmy powstawania rezonansowych stanów anionowych.
W02-Zna nowoczesne techniki laboratoryjne (Kolokwia działowe).


Scharakteryzuj metody pomiaru stałych szybkości reakcji procesów wychwytu elektronu.
Scharakteryzuj metody pomiaru produktów reakcji wychwytu elektronu.
W03-Rozumie potrzebę stosowania opisu matematycznego w analizie procesów i zjawisk chemicznych (Kolokwia
działowe).


Wyprowadź równanie kinetyczne dla reakcji drugiego rzędu.
Wyprowadź równanie kinetyczne dla reakcji wyższych rzędów przebiegających zgodnie z mechanizmem
Bloch-Bradbury i van der Waalsa.
Umiejętności:
U01- Posiada umiejętność z zakresu wykorzystania metod spektroskopowych w nowoczesnej analizie chemicznej.
 Spektrometia mas jako metoda identyfikacji związków.
 Metoda Townsenda do badania kinetyki procesu wychwytu elektronu.
U02-Potrafi określić swoje zainteresowania i je rozwijać; w szczególności jest w stanie nawiązać kontakt ze
specjalistami w swojej dziedzinie, np. rozumieć ich wykłady przeznaczone dla chemików.
 Skomentuj wyniki przedstawione na wykładzie w oparciu o dostępną literaturę naukową.
Kompetencje:
K01- Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia.

W oparciu o literaturę naukową określ czynniki mające wpływ na szybkość reakcji wychwytu elektronów.
Określ źródła literaturowe z których korzystałeś cytując artykuły zgodnie z przyjętymi zasadami.
 W oparciu o literaturę naukową określ wpływ promieniowania jonizującego na efektywność działania
chemoterapeutyków (np. kompleksów platyny) w terapii antynowotworowej. Określ źródła literaturowe z
których korzystałeś cytując artykuły zgodnie z przyjętymi zasadami.
K02- Potrafi formułować własne opinie dotyczące podstawowych zagadnień chemicznych.


Określ wpływ rodzaju podstawnika elektronoakceptorowego na efektywność procesu wychwyty elektronu.
Określ wpływ polaryzowalności i moment dipolowego cząsteczki na szybkość procesu wychwytu elektronu.
102
Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia
Procesy przeniesienia ładunku/wykład monograficzny
Nazwa w języku angielskim
Charge transfer processes/monografic lecture
Język wykładowy
polski
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany
chemia
Jednostka realizująca
Instytut Chemii
Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny)
monograficzny
Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia)
drugiego stopnia
Rok studiów
drugi
Semestr
trzeci
Liczba punktów ECTS
3
Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu
Efekty kształcenia
prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz
Student zna i rozumie podstawowe pojęcia
związane z wpływem rozpuszczalnika na
CT_W01
termodynamikę i kinetykę reakcji
chemicznych w roztworach
Zna i rozumie podstawowe pojęcia oraz
teorie związane z oddziaływaniami
CT_W02
rozpuszczalnika z substancją w nim
rozpuszczoną.
Zna i rozumie podstawy fizyczne
CT_W03 homogenicznych i heterogenicznych
procesów przeniesienia ładunku
CT-W04
CT_W05
CT_U01
CT_U02
CT_U03
Zna i rozumie podstawy fizyczne
międzycząsteczkowych oraz
wewnątrzcząsteczkowych procesów
przeniesienia ładunku
Zna i rozumie podstawy fizyczne procesów
przeniesienia ładunku zachodzących z
udziałem stanów wzbudzonych
Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić
wpływ rozpuszczalnika na termodynamikę i
kinetykę reakcji chemicznych
zachodzących w roztworach
podstawy fizyczne homogenicznych i
heterogenicznych procesów przeniesienia
ładunku
podstawy fizyczne międzycząsteczkowych
oraz wewnątrzcząsteczkowych procesów
CH2A_W01
CH2A_W05
CH2A_W02
CH2A_W10
CH2A_W01
CH2A_W05
CH2A_W02
CH2A_W10
CH2A_W01 CH2A_W02
CH2A_W05 CH2A_W10
CH2A_Wfma01
CH2A_W01 CH2A_W02
CH2A_W05 CH2A_W10
CH2A_Wfma01
CH2A_W01 CH2A_W02
CH2A_W05 CH2A_W10
CH2A_Wfma01
CH2A_U05 CH2A_U10
CH2A_U18
CH2A_U05 CH2A_U10
CH2A_U18
CH2A_U05 CH2A_U10
CH2A_U18
103
Potrafi w sposób zrozumiały powiązać
parametry termodynamiczne oraz
kinetyczne procesów przeniesienia
CT_U04
ładunku z własćiwościami fizycznymi oraz
chemicznymi układów w których takie
procesy zachodzą
metodykę badań procesów przeniesienia
CT_U05
ładunku oraz możliwości ich praktycznego
wykorzystania
CH2A_U05 CH2A_U10
CH2A_U18
CH2A_Ufma02
Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie
potrzebę dalszego kształcenia.
CH2A_K01 CH2A_K02
CH2A_Kfma02
Potrafi formułować opinie na temat
podstawowych zagadnień związanych z
CT_K02
badaniami oraz wykorzystaniem procesów
CH2A_K06 CH2A_K07
CT_K01
Forma i typy zajęć
CH2A_U05 CH2A_U10
CH2A_U18
wykład (30 godz.)
Wymagania wstępne i
dodatkowe
Znajomość matematyki, fizyki. chemii fizycznej oraz chemii kwantowej w zakresach
przyjętych w standardów kształcenia dla tych przedmiotów.
Treści modułu kształcenia
Rozpuszczalnik jako medium reakcji chemicznych
Specyficzne i niespecyficzne oddziaływania rozpuszczalnika z substancjami w nim
rozpuszczonymi
Wpływ rozpuszczalnika na reakcje redoks
Rozpuszczalnik jako ciągły dielektryk
Podstawowe pojęcia teorii opisujących procesy przeniesienia ładunku
Homogeniczne oraz heterogeniczne procesy przeniesienia ładunku
Międzycząsteczkowe oraz wewnątrzcząsteczkowe procesy przeniesienia ładunku
Procesy przeniesienia ładunku zachodzące z udziałem stanów wzbudzonych
Metody badania procesów przeniesienia ładunku
Praktyczne zastosowania procesów przeniesienia ładunku
K. Schwetlick, Kinetyczne metody badania mechanizmów reakcji, PWN, 1975
J. Fiałkow, A.N. Żytomirski, J.A. Tarasenko, Chemia fizyczna roztworów
niewodnych, PWN, 1983
P. Suppan, Chemia i światło, PWN, 1997
M. Davies, Elektryczne i optyczne właściwości cząsteczek, PWN, 1968
L. Piela, "Idee chemii kwantowej", PWN, 2003
Literatura podstawowa/dodatkowa
C. Reichardt, Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry, Wiley-VCH,
2003
C.J.F. Böttcher, P. Bordewijk, Theory of Electric Polarization, Elsevier, 1978
J.J. Zuckerman, Inorganic Reactions and Methods, Vol. 15. Electron-Transfer
and Electrochemical Reactions, Photochemical and Other Energized
Reactions. VCH, 1986
V. Balzani, Electron Transfer in Chemistry, Viley-VCH, 2001
K. Izutsu, Electrochemistry in nonaqueous solutions, Viley-VCH, 2002
Planowane formy/działania/metody dydaktyczne
Wspomagany technikami multimedialnymi wykład
Sposoby weryfikacji określonych efektów kształcenia osiaganych przez
studenta
Całość efektów kształcenia będzie
sprawdzana podczas kolokwiów
działowych oraz kolokwium końcowego
obejmującego całość wykładanego
materiału.
104
Forma i sposób zaliczenia
(wraz z kryteriami oceniania)
Obejmujące treści wykładowe pisemne kolokwium końcowe z przedmiotu (10
pytań punktowanych po 2 punkty każde) będzie oceniane zgodnie z poniższą
tabela. Zaliczenie dwóch kolokwiów działowych obejmujących materiał
wykładu nie jest warunkiem koniecznym umożliwiającym przystąpienie do
końcowego kolokwium zaliczającego przedmiot, może być natomiast
podstawą do zwolnienia studenta z jego zdawania.
Przedział punktacji/ocena: <10 ndst, > 10 dost, > 12 dost+, >14 db, > 16 db+,
>18 bdb
Bilans punktów ECTS
Udział w wykładach 30 godz.
Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów działowych związanych z treściami
wykładowymi 10 godz.
Przygotowanie się do kolokwium końcowego 10 godz.
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 50 godz.
Punkty ECTS za przedmiot 3 ECTS
105
Język
wykładowy:
Wykład monograficzny: Promieniowanie i otoczenie
Monographic Lecture : Irradiation and Enviroment
język polski
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: chemia
Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej, Zakład Chemii Radiacyjnej
stopnia):
Rok studiów:
drugi
Semestr:
czwarty
prof.dr hab. Antoni Jówko
Odniesienie do
Symbol
CH2A_W02,
CH2A_W04
CH2A_Wfma01
Wk01
Zna rodzaje promieniowania i jego cechy
fizyczne.
Wk02
Zna uwarunkowania techniczne i
ekonomiczne wykorzystania promieniowania
jonizującego w gospodarce
CH2A_W02,
CH2A_W04
Wk03
Zna i rozumie sposoby oddziaływania pól
elektromagnetycznych z materią żywą
CH2A_W04
Uk01
Potrafi interpretować i ocenić efekty
wywołane zastosowaniem promieniowania w
gospodarce
CH2A_U05
Uk02
potrafi krytycznie analizować zagrożenia
wywołane promieniowaniem.
Kk01
Kk02
drugiego stopnia
3
przedmiotu:
Efekty kształcenia
fakultatywny
ma świadomość konieczności ciągłego
poszerzania zakresu swojej wiedzy w
związku z rozwojem nauki
potrafi precyzyjne formułować pytania i
stawiać problemy związane z
zastosowaniem promieniowania
CH2A_U05
CH2A_Ufma01
CH2A_K01
CH2A_Kfma02
CH2A_K03
wykład (15 godzin)
Wymagania wstępne i dodatkowe: opanowany materiał z wcześniej realizowanych przedmiotów: fizyka,
106
matematyka, chemia fizyczna I , podstawy fizykochemicznych metod
analitycznych
Treści modułu
kształcenia:
Rodzaje promieniowania., właściwości.
Naturalne i sztuczne źródła promieniowania.
Wykorzystanie promieniowania w nauce, technice i gospodarce.
• Diagnostyczne i lecznicze możliwości medycyny nuklearnej.
• Zastosowanie przemysłowe promieniowania w technice i technologii.
• Wykorzystanie promieniowanie w nauce.
• Fotochemia. Radioliza. Wolne rodniki.
• Energetyka jądrowa
Radon w naszym otoczeniu.
• Metody wykrywania, pomiaru stężenia i ekspozycji radonowej.
• Ocena ryzyka dla zdrowia.
• Radon w uzdrowiskach.
Pola elektromagnetyczne(PE).
• Podstawowe wiadomości i mechanizm oddziaływania PE z materią żywą.
• Ryzyko zdrowotne pól radiowych i mikrofalowych.
• PE i nowotwory.
• Zagadnienia ochrony przed PE w otoczeniu klasycznych monitorów
ekranowych. Ochrona prze silnymi polami radio-falowymi i mikrofalowymi.
• Telefony komórkowe i PE.
. Wykaz literatury podstawowej:
• Chemia radiacyjna, Praca zbiorowa, PWN 1990
• Oddziaływanie biologiczne i ryzyko zdrowotne i ochrona przed
polami PE, Materiały Konferencyjne PTBR, 2000
• Czarnobyl – 10 lat później. Materiały Konferencyjne XVI Szkoły
Jesiennej PTBR, 1996
Wykaz literatury uzupełniającej:
• www.gm3.wirtualnyotwock.com.pl/uczen/.../index.htm
• Dworak T. „Fizyka środowiska atmosferycznego” Wydaw. Akademii
Górniczo-Hutniczej, Kraków 1994
przez studenta:
Forma i sposób
zaliczenia
(wraz z kryteriami
oceniania):
audiowizualnych.
Efekty Wk01 - Wk043 Uk01, Uk02 oraz Kk01 i Kk02 sprawdzane
będą na kolokwium końcowym
Zaliczenie w fprmie testu.Test - 10 pytań równocennych, każde po 1 pkt. W
sumie 10 pkt. Oceny określane są w następujący sposób:
10pkt - 5; 9 pkt - 4,5; 8 pkt - 4; 7 pkt - 3,5; 6-5 pkt - 3; poniżej 5 pkt - 2.
Punkty ECTS za przedmiot - 3.
Obciążenie pracą studenta 30 godzin: wykład - 15, przygotowanie do testu
zaliczającego - 15.
107
Przedmioty
magisterskie
108
Język wykładowy:
Pracownia magisterska I i II (laboratorium)
Masters laboratory I and II
polski
Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: Chemia
Jednostka realizująca: Instytut Chemii
Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny): obowiązkowy
Rok studiów:
Semestr:
Pierwszy i drugi
drugi i trzeci
(3 + 13)
Symbol
efektu
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Wk05
Wk06
drugiego stopnia
Promotorzy i opiekunowie z zakładów/katedr
Efekty kształcenia
WIEDZA
posiada wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii
potrafi określić typy związków chemicznych, przedstawić ich syntezę i określić
strukturę metodami spektroskopowymi i dyfrakcyjnymi
zna podstawowe metody identyfikacji związków chemicznych, potrafi dokonać
wyboru odpowiedniej metody analizy do określonego typu związku
zna zaawansowane techniki obliczeniowe stosowane do rozwiązywania
określonych problemów chemicznych
zna specjalistyczne narzędzia informatyczne do oceny statystycznej wyników
eksperymentu, obliczeń i przygotowania prezentacji
zna nowoczesne metody syntezy i techniki pomiarowe
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01
K_W08
K_W08
K_W04
K_W11
K_W10
K_W13
K_W04
K_W06
UMIEJĘTNOŚCI
Uk01
potrafi przedstawić odpowiedni mechanizm syntezy określonych związków
chemicznych
Uk02
umie wybrać metodę i aparaturę do wykonania konkretnej analizy chemicznej
Uk03
potrafi zastosować wybrane metody spektroskopowe w celu określenia budowy
związków chemicznych
K_U07
Uk04
potrafi opracować wyniki badań, dokonać krytycznej analizy i wskazać błędy
pomiarowe oraz przedstawić je w formie pisemnej pracy magisterskiej
K_U05
K_U16
K_U19
Uk05
Uk06
potrafi wyszukiwać niezbędne informacje w literaturze naukowej, bazach danych i
innych źródłach, także w języku angielskim
uczy się samodzielnie wybranych zagadnień i określa kierunki dalszego
kształcenia
K_U18
K_U19
K_U06
K_U08
K_U04
K_U17
Kk01
Kk02
zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie
jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo pracy własnej i innych
K_K01
K_K03
109
Kk03
potrafi pracować w zespole przyjmując w nim różne role
K_K03
Praca w laboratorium w określonych Katedrach, Zakładach, Pracowniach
Rozszerzona znajomość syntezy związków chemicznych, metod obliczeniowych, metod analizy spektroskopowej
i analitycznej.
Treści modułu kształcenia zawierają elementy wszystkich wykładów przewidzianych kursem II stopnia studiów
magisterskich na kierunku chemia dla wybranej specjalności.
Specyficzna dla danej dziedziny i konkretnego tematu, wskazanych przez promotora pracy
j.w.
Przeprowadzenie syntezy określonych związków chemicznych na pracowniach naukowych eksperymentalnych.
Potwierdzenie struktury określonych związków możliwymi metodami, adekwatnymi do problemu badawczego.
Dokonanie obliczeń teoretycznych na pracowniach naukowych metodami ab inito, DFT.
weryfikację określonych efektów dokonują opiekunowie i promotorzy podczas pobytu studenta w laboratoriach
jednostki, prowadzący seminaria magisterskie w postaci przedstawionych prezentacji oraz promotorzy i recenzenci
prac magisterskich w poszczególnych jednostkach w postaci oceny pracy magisterskiej
zaliczenie pracowni magisterskiej dokonuje się na podstawie przedstawienia prezentacji założeń i celu pracy a także
wyników eksperymentalnych wykonania syntezy, obliczeń teoretycznych lub pomiarów na pracowniach naukowych
Aktywność
Praca w laboratorium
Konsultacje indywidualne
Opracowywanie wyników badań, analiza błędów, bieżące
studia literaturowe
Przygotowanie się do egzaminu magisterskiego
30 + 180 godz
20 godz.
180 godz.
40 godz.
450
18 ECTS
110
Język wykładowy:
Seminarium magisterskie I, II, III
Masters seminar I, II, III
polski
Chemia
Instytut Chemii
obowiązkowy
drugiego stopnia
Rok studiów:
Semestr:
Pierwszy/Drugi
Drugi, trzeci, czwarty
9 (3 + 3 + 3)
Efekty kształcenia
Symbol
efektu
Wk01
Wk02
Wk03
Wk04
Wk05
Promotorzy
WIEDZA
posiada ugruntowaną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii
korzysta z fachowej literatury, baz danych, źródeł elektronicznych w języku
polskim i angielskim
zna zaawansowane techniki obliczeniowe stosowane do rozwiązywania
określonych problemów chemicznych
zna specjalistyczne narzędzia informatyczne do oceny statystycznej wyników
eksperymentu, obliczeń i przygotowania prezentacji
prawidłowo formułuje problemy na różnych etapach badawczych, samodzielnie
planuje i przeprowadza prace badawcze
Symbol efektu
kierunkowego
K_W01
K_W09
K_W14, K_W16
K_W04
K_W11
K_W10
K_W13
K_W12
K_W15
UMIEJĘTNOŚCI
Uk01
Uk02
Uk03
Uk04
umie zaplanować badania teoretyczne, wybrać i scharakteryzować metodę i
aparaturę do wykonania konkretnej analizy chemicznej
potrafi opracować wyniki badań, dokonać krytycznej analizy i wskazać błędy
pomiarowe oraz przedstawić je w formie ustnej prezentacji, posteru oraz pisemnej
pracy magisterskiej
potrafi wyszukiwać niezbędne informacje w literaturze naukowej, bazach danych i
innych źródłach
uczy się samodzielnie wybranych zagadnień i określa kierunki dalszego
kształcenia
K_U02
K_U05
K_U16
K_U19
K_U04
K_U17
Kk01
Kk02
Kk03
zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie
potrafi pracować w zespole przyjmując w nim różne role
Ma świadomość uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych,
K_K01
K_K03
K_K04
Zajęcia seminaryjne
Rozszerzona znajomość syntezy związków chemicznych, metod obliczeniowych, metod analizy spektroskopowej
i analitycznej. Znajomość programów komputerowych do edycji, opracowania wyników oraz ich prezentacji.
111
Treści modułu kształcenia zawierają elementy wszystkich wykładów przewidzianych kursem II stopnia studiów
magisterskich na kierunku chemia dla wybranej specjalności. Największy nacisk jest położony na podnoszenie
umiejętności i kompetencji w zakresie opracowywania i prezentowania wyników oraz korzystania z fachowej
literatury, także w języku angielskim.
1.Podstawy umiejętności gromadzenia i korzystania z literatury w sposób selektywny i krytyczny.
2.Doskonalenie zasad prowadzenia badań empirycznych.
3.Formułowanie naukowych problemów badawczych. Konstruowanie problemów badań własnych. 4.Hipotezy
badawcze,
4.Opracowanie procedury badań własnych.
5.Dobór, zgromadzenie i przygotowanie metod, technik oraz próba konstruowania samodzielne narzędzi badawczych
do badań.
6.Przeprowadzenie badań własnych i analiza ich wyników.
Literatura podstawowa/dodatkowa:
Specyficzna dla danej dziedziny i konkretnego tematu zlecona przez opiekuna/promotora pracy oraz samodzielnie
wyszukane przez studenta w dostępnych źródłach (również elektronicznych) zarówno w języku polskim jak i obcym
oraz, m.in.
T. Szmigielska, Poradnik dla piszącego pracę dyplomową, Wydawnictwo WSE-I, 2005.
R. Kozłowski, Praktyczny sposób pisania prac dyplomowych z wykorzystaniem programu komputerowego i Internetu,
Warszawa 2009.
W. Młyniec, S. Ufnalska, Scientific Communications, czyli jak pisać i prezentować prace naukowe, Poznań 2004.
Metoda słowna problemowa, dyskusja, prezentacja ustna, studium przypadku, prezentacja plakatowa.
weryfikację określonych efektów dokonują prowadzący seminaria magisterskie na podstawie aktywnego udziału w
zajęciach, prowadzenia dyskusji, przedstawionych prezentacji na poszczególnych etapach pracy magisterskiej (I –
uzasadnienie wyboru tematu, studia literaturowe, II – postawienie hipotezy, omówienie wybranej metody badawczej,
III – przedstawienie uzyskanych wyników, wnioski, weryfikacja postawionej hipotezy)
Zaliczenie seminarium magisterskiego dokonuje się na podstawie przedstawienia prezentacji założeń i celu pracy
oraz przeglądu literatury przedmiotu, analizy postępu pisania pracy, przygotowania prezentacji multimedialnej i
wygłoszenia autoreferatu oraz przygotowania i zaprezentowania posteru podczas dorocznej sesji posterowej
studentów ostatniego roku studiów (na przełomie maja i czerwca).
Semestr 2 - Ustalenie tematyki pracy dyplomowej. Opracowanie części metodologicznej pracy.
Semestr 3 – Ocena dobranych lub sporządzonych narzędzi badawczych
Semestr 4 – Ocena analizy badań własnych. Ocena końcowa pracy dyplomowej.
Aktywność
Udział w seminarium
30 + 30 + 30 godz.
Konsultacje indywidualne
25 godzin
Przygotowanie 3 – 4 prezentacji
75 godz.
Przygotowanie posteru
10 godz.
Udział w sesji posterowej
15 godz.
225 godzin
9 ECTS
Opracowywanie wyników i pisanie pracy magisterskiej
500 godz.
Konsultacje indywidualne i przygotowanie autoreferatu
24 godz.
Przygotowanie się do egzaminu magisterskiego
100 godz.
112
Egzamin magisterski
Blok magisterski
1 godz.
625 godzin
25 ECTS
113
Standardy pracy magisterskiej
Praca magisterska jest pracą dyplomową studenta studiów drugiego stopnia, korespondującą z sylwetką
absolwenta określoną w standardach nauczania i planie studiów na kierunku Chemia.
1.
2.
3.
4.
I. Wymogi merytoryczne
Temat i treść pracy magisterskiej powinny być zgodne z kierunkiem studiów ale mogą mieć także charakter
interdyscyplinarny.
Praca magisterska może mieć charakter:
 przeglądu – omówienie zagadnienia z wybranej specjalności/specjalizacji w oparciu o istniejącą literaturę
krajową i zagraniczną,
 eksperymentu – przeprowadzenie i opis syntezy, badania właściwości otrzymanego związku, serii pomiarów i
opracowania wyników, itp.
 raportu z badań np. ankietowych.
Praca powinna zawierać:
 określenie i uzasadnienie wyboru problematyki,
 charakterystykę zastosowanych metod badawczych i narzędzi analitycznych,
 sformułowanie wniosków na podstawie przeprowadzonej analizy.
Przygotowanie pracy magisterskiej powinno pogłębić u studenta umiejętności:
 identyfikowania problemów, ich analizowania i oceny,
 samodzielnego zapoznawania się z aktualną, polską i zagraniczną literaturą przedmiotu,
 wyszukiwania informacji naukowej,
 stosowania warsztatu badawczego,
 poprawnej prezentacji problemu i sposobów jego rozwiązywania,
 wykorzystania wiedzy zdobytej na studiach magisterskich,
 przeprowadzenia klarownego wywodu logicznego,
 formułowania własnych tez oraz opinii,
 uzasadniania swoich poglądów,
 poprawnego posługiwania się językiem polskim oraz zastosowania komputerowych technik edycji tekstu
 stawiania hipotez naukowych i ich poprawnej weryfikacji.
II.Wymogi formalne dotyczące układu pracy
1. Strona tytułowa (standardowy układ strony tytułowej określony aktualnie obowiązującym Zarządzeniem Rektora
UPH).
2. Oświadczenie studenta o samodzielnym przygotowaniu pracy magisterskiej umieszczone bezpośrednio po stronie
tytułowej w formie określonej aktualnie obowiązującym Zarządzeniem Rektora UPH.
3. Spis treści.
4. Wstęp zawierający: zarys ogólnego tła badanej problematyki, przesłanki wyboru tematu pracy, określenie celu i
zakresu pracy, wskazanie metod badawczych, ogólną informację o zawartości poszczególnych rozdziałów pracy,
zwięzłą charakterystykę wykorzystanej literatury przedmiotu i materiałów źródłowych.
5. Rozdziały zawierające zasadniczy tekst pracy.
TABELE należy zamieścić w tekście bądź na końcu pracy jako aneks. Tytuł należy umieścić nad tabelą, źródło –
pod tabelą.
RYSUNKI I SCHEMATY - podpis i źródło należy zamieścić pod rysunkiem.
Należy zachować ciągłą numerację tabel oraz rysunków .
6. Zakończenie zawierające opis uzyskanych efektów pracy.
7. Wykaz cytowanych publikacji w kolejności cytowania zgodny z wymogami opisu bibliograficznego.
8. Wykaz źródeł internetowych (z datą publikacji bądź pobrania).
114
III.
Wymogi formalne wynikające z regulaminu studiów
1. Praca dyplomowa (magisterska):
- daje absolwentowi tytuł zawodowy magistra,
- powinna być napisana samodzielnie, pod kierunkiem promotora,
- podlega recenzji,
- podlega obronie podczas egzaminu dyplomowego,
- ma być zgodna – ze względu na temat – z kierunkiem studiów; może mieć jednak charakter
interdyscyplinarny.
2. Student składa do Dziekanatu 3 egzemplarze pracy dyplomowej (jeden dla opiekuna pracy, drugi dla recenzenta oraz jeden egzemplarz przeznaczony do akt studenta, zwany egzemplarzem archiwalnym). Egzemplarz
archiwalny, oprawiony w twardą oprawę, powinien ponadto zawierać na wewnętrznej stronie tylnej okładki
wklejony nośnik elektroniczny zawierający plik, w którym znajduje się tekst pracy, zgodny z wersją wydrukowaną.
Plik powinien być zapisany w formacie ODT (Open Document Format) lub RTF (Rich Text Format) i nazwie
rozpoczynającej się od nazwiska autora, następnie bez spacji cyfry identyfikującej numer albumu autora i dalej
bez spacji skrótowe określenie rodzaju pracy (lic mgr), np. kowalski67584lic.Na widocznej stronie koperty lub na
płycie powinny znaleźć się: imię i nazwisko autora, tytuł pracy dyplomowej, wydział, kierunek i specjalność
studiów, rok ukończenia studiów oraz nazwisko promotora. Zgodność obydwu wersji student potwierdza składając
oświadczenie według wzoru stanowiącego załącznik do aktualnego zarządzenia Rektora.
3. Sposób przygotowania pozostałych egzemplarzy pracy (dla promotora, recenzenta oraz dla autora) zależy od
uzgodnień autora z promotorem
IV.
Wymogi edytorskie
Maszynopis pracy magisterskiej powinien spełniać następujące wymagania:
1.
2.
3.
4.
5.
Format arkusza papieru: A4
Czcionka: Times New Roman.
Wielkość czcionki podstawowej: 12 pkt. a nazwy rozdziałów czcionką nie większą niż 14 pkt.
Odstęp między wierszami: 1,5 wiersza
Marginesy: prawy, górny i dolny – 1,5 cm; margines lewy i na oprawę – w zależności od grubości pracy – nie
większe niż 4 cm łącznie.
6. Stosować justowanie (wyrównanie tekstu do obu marginesów).
7. Każdy akapit należy rozpocząć wcięciem 1,25 cm.
8. Wszystkie strony pracy są ponumerowane, a numer znajduje się u dołu strony.
V.
Zasady odbywania egzaminu magisterskiego (obrony pracy magisterskiej)
Zgodnie z obowiązującym Regulaminem studiów egzamin dyplomowy jest egzaminem ustnym.
Do egzaminu dyplomowego przystępuje student, który zaliczył wszystkie wymagane moduły przedmiotowe oraz
przedłożył pracę dyplomową.
Podczas egzaminu student przedstawia główne tezy swojej pracy dyplomowej i odpowiada na pytania recenzenta
związane z pracą. Następnie losuje dwa pytania z zestawu, tematycznie związanego ze specjalizacją wykonywanej
pracy dyplomowej. Wyboru jednego bloku ogólnego (spośród pięciu: chemia organiczna, chemia nieorganiczna,
chemia analityczna, chemia fizyczna; chemia fizyczna – fizyka chemiczna) student dokonuje łącznie z wyborem
tematyki pracy dyplomowej, co zostaje poświadczone przez promotora na odpowiedniej deklaracji.
115
ZARZĄDZENIE Nr 19/2007
REKTORA AKADEMII PODLASKIEJ
z dnia 19 kwietnia 2007 roku
w sprawie określenia warunków jakim powinna odpowiadać praca dyplomowa
Na podstawie art. 66 ust. 1 ustawy z dnia 27 lipca 2005 r. – Prawo o szkolnictwie wyższym (Dz. U. Nr 164,
poz. 1365 ze zm.) oraz § 25 ust. 1 Statutu Akademii Podlaskiej zarządza się, co następuje:
§1
1. Temat pracy dyplomowej ustala promotor, a zatwierdza dziekan w terminach określonych w regulaminie studiów.
2. Temat pracy dyplomowej powinien wskazywać na związek treści pracy z kończonym kierunkiem studiów i
specjalnością.
§2
1. Studenci składają prace dyplomowe w dziekanacie, w dwóch egzemplarzach:
1) jeden egzemplarz w formie drukowanej,
2) drugi egzemplarz w formie elektronicznej na płycie CD.
2. Praca dyplomowa winna spełniać następujące wymagania:
1) winna być napisana czcionką Times New Roman z zachowanym marginesem prawym, górnym i dolnym o
rozmiarze 1,5 cm,
2) tekst winien być napisany czcionką o rozmiarze 12, a nazwy rozdziałów czcionką nie większą niż 14,
3) winna zawierać oświadczenia promotora i autora pracy według wzorów określonych w załączniku nr 1 do
niniejszego zarządzenia, umiejscowione w pracy przed stroną tytułową,
4) strona tytułowa winna być sporządzona według wzoru określonego w załączniku nr 2 do niniejszego
zarządzenia,
5) powinna zawierać za stroną tytułową załącznik z tłumaczeniem tytułu pracy na język angielski i wykazem słów
kluczowych (max. 5).
3. Praca złożona w formie elektronicznej, na płycie CD, winna zawierać opis zgodny ze stroną tytułową pracy i
zawierać nazwę programu niezbędnego do jej odczytu.
§3
Traci moc Zarządzenie Nr 23/2006 Rektora Akademii Podlaskiej z dnia 29 marca 2006 roku w sprawie określenia
warunków jakim powinna odpowiadać praca dyplomowa.
§4
Zarządzenie wchodzi w życie z dniem podpisania.
REKTOR
prof. dr hab. Edward Pawłowski
116
załącznik nr 1
Oświadczenie kierującego pracą
Oświadczam, że praca dyplomowa…………………………………………studenta
………………………………………………pt............................................................................
.......................................................................................................................................................
została przygotowana pod moim kierunkiem, stwierdzam, że spełnia ona warunki przedstawienia jej w postępowaniu
o nadanie tytułu zawodowego ............................................
Data ......................................
...........................................................
podpis kierującego pracą
Oświadczenie autora pracy
Świadomy odpowiedzialności prawnej oświadczam, że niniejsza praca dyplomowa
....................................... pt. ........................................................................................................
.......................................................................................................................................................została
napisana
przeze mnie samodzielnie i nie zawiera treści uzyskanych w sposób niezgodny z obowiązującymi przepisami (Ustawa
z
dnia
04.02.1994
r.
o
prawie
autorskim
i prawach pokrewnych (tekst jednolity: Dz. U. z 2006 r. nr 90, poz. 631 z późniejszymi zmianami).
Oświadczam również, że przedstawiona praca nie była wcześniej przedmiotem procedur związanych z
uzyskaniem tytułu zawodowego w szkole wyższej.
Oświadczam ponadto, że niniejsza wersja jest identyczna z załączoną wersją elektroniczną.
Data .................................
.....................................................
podpis autora pracy
117
Załącznik nr 2
UNIWERSYTET
PRZYRODNICZO - HUMANISTYCZNY
W SIEDLCACH
( rozmiar czcionki 20 )
WYDZIAŁ
(rozmiar czcionki 18)
kierunek
Imię (imiona) i nazwisko autora
TYTUŁ PRACY
praca (licencjacka, inżynierska, magisterska –
wpisać właściwe)..................................
napisana w
Katedrze...................................................
pod kierunkiem
...................................................................
(tytuł, stopień naukowy, imię i nazwisko - rozmiar czcionki 14)
Siedlce, ........... (wpisać rok)
118
PYTANIA NA EGZAMIN MAGISTERSKI DLA STUDIÓW MAGISTERSKICH II STOPNIA
CHEMIA ANALITYCZNA
1. Przejścia elektronowe wymagają znacznej energii, większej niż dostarczanej przez światło widzialne. Wyjaśnij
dlaczego więc roztwory wodne soli miedzi są barwne.
2. Czym różni się widmo atomowe od widma cząsteczkowego?
3. Omów dysocjację i od jakich parametrów fizykochemicznych ona zależy. Omów dlaczego chlorek sodu jest
niezdysocjowany w powietrzu, a zdysocjowany w wodzie.
4. Aby nastąpił przepływ prądu przez elektrolit potrzebne są dwie elektrody. Dlaczego więc większość pomiarów
elektrochemicznych wykonuje się w układzie trójelektrodowym?
5. Co to są elektrody doskonale polaryzowalne i dlaczego są one stosowane w pomiarach elektrochemicznych?
6. Omówić metody wyznaczania niepewności pomiarów.
7. Czym się różni rozkład normalny od rozkładu t-Studenta?
8. Czym się różni miareczkowanie słabego kwasu mocną zasadą od miareczkowania słabej zasady mocnym
kwasem?
9. Kiedy obserwowane jest frontalne rozmycie próbki rozdzielanej w układzie faz odwróconych?
10. Omów wpływ temperatury na rozdział chromatograficzny.
11. Czy 1 mM roztwór kwasu siarkowego może pełnić rolę buforu?
12. Omów wpływ dodatku metanolu do wody na retencję kwasu propionowego w układzie faz odwróconych.
13. Jaka jest korelacja między progiem wykrywalności, a czułością pomiaru?
14. Podaj warunki doboru eluentu do detekcji pośredniej w chromatografii jonowej.
15. Potencjał formalny układu Fe(III)/Fe(II) w roztworze o pH = 0 jest równy: (i) 760 mV w roztworze kwasu
siarkowego, (ii) 580 mV w roztworze kwasu siarkowego i ortofosforowego, (iii) 1080 mV w roztworze kwasu
siarkowego i fenantroliny. Co sądzisz o wartościach stałych kompleksowania Fe(III) i Fe(II) z fosforanem i
fenantroliną? Odpowiedź uzasadnij.
16. Czym się różni iloczyn jonowy wody od stałej dysocjacji wody?
17. Czym się różni stopień dysocjacji od stałej dysocjacji?
18. Kiedy dochodzi do ustalenia się równowagi termodynamicznej? Podaj odpowiednie równanie.
19. Jakie jest miano stałej dysocjacji HCl w wodzie (wyjaśnij dlaczego)?
20. W jakim kierunku (kierunkach) przebiegają wszystkie reakcje chemiczne i zjawiska fizyczne?
21. Przez jakie podstawowe parametry powinien być opisany każdy wynik analityczny?
22. Czym różni się (z punktu widzenia użytkownika) chromatografia gazowa od chromatografii cieczowej?
23. Jakie znasz i jakie są warunki doboru detektorów do analizy ciągłej w zastrzyku (FIA) i HPLC?
24. Co to jest stan trypletowy i w jakich technikach analitycznych mamy z nim do czynienia?
25. Jakie muszą być spełnione warunki do analizy enancjomerów?
26. Jaki jest stosunek długości fali wzbudzenia i emisji we fluorescencji i w spektroskopii Ramana?
27. Podaj różnice między polarografią i woltametrią.
28. Czym różni się fluorescencja od fosforescencji?
29. Oblicz o ile należy zwiększyć efektywną ilość półek N ef
1.
30. Jakie energie są potrzebne do wzbudzenia jądra w NMR i jak się one przyczyniają do możliwości analitycznych tej
techniki?
31. Podaj podstawowe różnice między NMR, a EPR?
32. Porównaj efekt Zemana i EPR.
33. Jakimi technikami analitycznymi można oznaczać wolne rodniki?
34. Porównaj pułapkę jonową i analizator kwadrupolowy w MS.
35. Czy za pomocą elektroforezy można oznaczać związki neutralne?
36. Dlaczego w elektroforezie kapilarnej kapilara powinna być bardzo dokładnie termostatowana?
37. Kiedy dochodzi do wytworzenia światła spolaryzowanego lub zmiany parametrów go opisujących?
38. Opisz krótko technikę MALDI-TOF.
39. Jakie są podstawowe różnice między spektroskopią emisji atomowej, a rentgenowską fluorescencją atomową?
40. Zgodnie z modelem atomu Bohra przejścia elektronowe następują przy ściśle określonej energii. Wobec tego
prążki w emisyjnej spektroskopii atomowej powinny być nieskończenie wąskie. Dlaczego więc ich szerokości są
znaczne?
41. Zgodnie z modelem atomu Bohra przejścia elektronowe następują przy ściśle określonej energii. Dlaczego więc w
spektroskopii UV obserwujemy widmo ciągłe?
42. Czy za pomocą chromatografii gazowej można oznaczać ciecze i/lub ciała stałe?
43. Co to są zjawiska elektrokinetyczne (wymień i opisz je)?
44. Co jest miarą polarności rozpuszczalników w chromatografii cieczowej?
45. Czym różni się stała podziału od współczynnika podziału w chromatografii?
46. Jak można przeprowadzić walidację metody analitycznej?
47. W jakim kierunku przebiegają reakcje w roztworze (reguła Le Chateliera i Brauna)?
48. Czym się różnią związki metaloorganiczne od organicznych kompleksów metali?
49. Omów dwa rodzaje stałych trwałości kompleksów.
50. Omów analizę ilościową w chromatografii.
119
CHEMIA FIZYCZNA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
Pierwsza zasada termodynamiki. Praca w przemianach gazowych.
Entalpia i jej właściwości.
Prawo Hessa – obliczanie ciepła reakcji – ciepło spalania i ciepło tworzenia.
Zależność ciepła reakcji od temperatury – prawo Kirchoffa.
Druga zasada termodynamiki. Postulaty Clausiusa i Thomsona.
Entropia. Interpretacja molekularna entropii.
Energia i entalpia swobodna.
Ogólne sformułowanie warunków równowagi termodynamicznej i samorzutności procesu.
Trzecia zasada termodynamiki. Obliczanie bezwzględnych wartości entropii.
Procesy samorzutne i niesamorzutne.
Związek pomiędzy funkcjami termodynamicznymi.
Równowagi chemiczne. Zmiana entalpii swobodnej związana z reakcją chemiczną. Prawo działania mas.
Równania stanu gazów rzeczywistych: Równanie Van der Waalsa i równanie wirialne.
Zmiana stanu skupienia. Reguła faz Gibbsa.
Przemiany fazowe w układach jednoskładnikowych. Diagram fazowy.
Prawo Raoulta. Odchylenia od prawa Raoulta. Zasada destylacji.
Ciśnienie osmotyczne i osmoza.
Rodzaje elektrod.
Elektroliza. Prawa elektrolizy.
Procesy elektrodowe zachodzące podczas elektrolizy roztworów wodnych i stopionych soli.
Równanie Nernsta.
Teoria elektrolitów mocnych Debye'a – Huckela. Prawo siły jonowej. Graniczne prawo Debye'a.
Przewodnictwo elektrolitów. Przewodnictwo właściwe i równoważnikowe elektrolitów słabych i mocnych.
Przewodnictwo jonowe, prawo niezależnej wędrówki jonów Kohlrauscha. Liczby przenoszenia Hittorfa.
Współczynnik aktywności.
Podstawowe wiadomości o równowagach. Warunki równowagi. Stałe równowagi.
Szybkość reakcji, postęp reakcji, stała szybkości reakcji.
Rząd reakcji a cząsteczkowość - przykłady.
Równanie kinetyczne reakcji 0 i I rzędu i czasy połowicznego zajścia reakcji.
Równanie kinetyczne reakcji II i III rzędu i czasy połowicznego zajścia reakcji.
Metody wyznaczania rzędów reakcji.
. Reakcje odwracalne i ich kinetyka.
. Reakcje następcze i ich kinetyka.
Reakcje równoległe i ich kinetyka.
Reakcje łańcuchowe i ich kinetyka.
. Zależność szybkość reakcji chemicznych od temperatury.
.Teoria zderzeń aktywnych.
Teoria kompleksu aktywnego.
.Teoria stanu przejściowego.
Teoria kinetyczno - molekularna gazów. Rozkład Maxwella - Boltzmana. Średnia energia kinetyczna
cząsteczki. Współczynnik Boltzmana.
Kataliza homogeniczna.
Kataliza heterogeniczna.
Adsorpcja fizyczna i chemiczna. Izoterma Langmuira Izoterma adsorpcji fizycznej Brunnauera-EmmetaTellera (BET).
Kinetyka reakcji heterogenicznych.
Koloidy i ich właściwości mechaniczne, optyczne, elektryczne.
Właściwości charakterystyczne koloidów liofobowych i liofilowych.
Stany wzbudzone atomów i cząsteczek.
Krzywa Morse'a dla stanu podstawowego i wzbudzonego.
Reguła Francka – Condona.
Procesy towarzyszące powrotowi cząsteczek do stanu podstawowego.
Jonizacja cząsteczki. Potencjał jonizacji.
120
CHEMIA FIZYCZNA – grupa fizyka chemiczna
1. Pierwsza zasada termodynamiki. Praca w przemianach gazowych.
2. Entalpia i jej właściwości.
3. Prawo Hessa – obliczanie ciepła reakcji – ciepło spalania i ciepło tworzenia.
4. Zależność ciepła reakcji od temperatury – prawo Kirchoffa.
5. Druga zasada termodynamiki. Postulaty Clausiusa i Thomsona.
6. Entropia. Interpretacja molekularna entropii.
7. Energia i entalpia swobodna.
8. Ogólne sformułowanie warunków równowagi termodynamicznej i samorzutności procesu.
9. Trzecia zasada termodynamiki. Obliczanie bezwzględnych wartości entropii.
10. Procesy samorzutne i niesamorzutne.
11. Związek pomiędzy funkcjami termodynamicznymi.
12. Równowagi chemiczne. Zmiana entalpii swobodnej związana z reakcją chemiczną. Prawo działania mas.
13. Równania stanu gazów rzeczywistych: Równanie Van der Waalsa i równanie wirialne.
14. Zmiana stanu skupienia. Reguła faz Gibbsa.
15. Przemiany fazowe w układach jednoskładnikowych. Diagram fazowy.
16. Prawo Raoulta. Odchylenia od prawa Raoulta. Zasada destylacji.
17. Elektroliza. Prawa elektrolizy.
18. Procesy elektrodowe zachodzące podczas elektrolizy roztworów wodnych i stopionych soli.
19. Teoria elektrolitów mocnych Debye'a – Huckela. Prawo siły jonowej. Graniczne prawo Debye'a.
20. Przewodnictwo elektrolitów. Przewodnictwo właściwe i równoważnikowe elektrolitów słabych i mocnych.
21. Przewodnictwo jonowe, prawo niezależnej wędrówki jonów Kohlrauscha. Współczynnik aktywności.
22. Podstawowe wiadomości o równowagach. Warunki równowagi. Stałe równowagi.
23. Szybkość reakcji, stała szybkości reakcji, rząd reakcji a cząsteczkowość - przykłady.
24. Równanie kinetyczne reakcji 0 i I rzędu i czasy połowicznego zajścia reakcji.
25. Równanie kinetyczne reakcji II i III rzędu i czasy połowicznego zajścia reakcji.
26. Metody wyznaczania rzędów reakcji.
27. Reakcje odwracalne i ich kinetyka.
28. Reakcje następcze i ich kinetyka.
29. Reakcje równoległe i ich kinetyka.
30. Reakcje łańcuchowe i ich kinetyka.
31. Zależność szybkość reakcji chemicznych od temperatury.
32. Teoria zderzeń aktywnych.
33. Teoria kompleksu aktywnego.
34. Teoria kinetyczno - molekularna gazów. Rozkład Maxwella - Boltzmana. Średnia energia kinetyczna
cząsteczki. Współczynnik Boltzmana.
35. Kataliza homogeniczna.
36. Kataliza heterogeniczna.
37. Adsorpcja fizyczna i chemiczna. Izoterma Langmuira Izoterma adsorpcji fizycznej Brunnauera-EmmetaTellera (BET).
38. Koloidy i właściwości charakterystyczne koloidów liofobowych i liofilowych.
39. Stany wzbudzone atomów i cząsteczek. Reguła Francka – Condona
40. Krzywa Morse'a dla stanu podstawowego i wzbudzonego.
41. Procesy towarzyszące powrotowi cząsteczek do stanu podstawowego.
42. Podobieństwa i różnice w budowie faz skondensowanych. Parametry uporządkowania.
43. Natura promieniowania elektromagnetycznego i jego oddziaływanie z materią, ze szczególnym
uwzględnieniem oddziaływania w zakresie światła widzialnego, nadfioletu i podczerwieni.
44. Podstawowe właściwości optyczne związków organicznych i metody ich pomiaru. Anizotropowość
właściwości optycznych.
45. Analiza termiczna związków chemicznych. Trwałość termiczna związków organicznych.
46. Podstawowe parametry termodynamiczne charakteryzujące fazę oraz przejście fazowe. Klasyfikacja
przejść fazowych.
47. Parametry pasma spektralnego IR w analizie ilościowej i jakościowej. Funkcje analityczne opisujące kontur
pasma spektralnego i ich zastosowanie w analizie IR.
48. Oddziaływanie molekuł związków organicznych o właściwościach para-, dia- i ferroelektrycznych z polem
elektrycznym.
49. Czystość organicznych związków chemicznych i jej ocena za pomocą metod analitycznych:
chromatografia, spektroskopia IR, spektroskopia MS, metody kalorymetryczne.
50. Celowość sporządzania i metodyka badań mieszanin pierwiastków lub związków chemicznych na
wybranym przykładzie. Pojęcie punktu eutektycznego i sposoby jego wyznaczania.
121
CHEMIA NIEORGANICZNA
1. Jakie geometrie (struktury) odpowiadają kompleksom o następujących liczbach koordynacyjnych: 2, 3, 4, 5 i
6? Jaki jest możliwy typ hybrydyzacji dla każdej z wymienionych geometrii?
2. Wytłumacz różnicę pomiędzy trwałością kinetyczną a termodynamiczną.
3. Wymień i omów czynniki wpływające na termodynamiczną trwałość związków kompleksowych.
4. Naturalny szereg trwałości kompleksów – omów kryteria i czynniki determinujące zmiany w tym szeregu.
5. Które stałe (K czy β) stosuje się do wyrażenia powstawania szeregu kompleksów: ML, ML 2, ML3 itd.? Jak
powiązane są ze sobą te stałe?
2+
6. Wyjaśnij, dlaczego heksaakwa kompleks niklu(II), [Ni(H 2O)6] jest zielony, podczas gdy heksaamina
2+
kompleks tego samego jonu metalu, [Ni(NH3)6] jest niebieski.
7. Scharakteryzuj
oraz
podaj
znaczenie
szeregów
spektrochemicznych:
energetycznego
oraz
nefeloauksetycznego.
8. Wyjaśnij, co oznaczają pojęcia: diamagnetyzm i paramagnetyzm.
9. Zdefiniuj pojęcia: liczba koordynacyjna i stopień utlenienia oraz podaj różnice między nimi.
10. Omów rodzaje izomerii związków kompleksowych.
11. Omów podstawowe założenia, różnice i podobieństwa Teorii Wiązań Walencyjnych, Teorii Pola
Krystalicznego oraz Teorii Orbitali Molekularnych.
2+
412. Jony żelaza(II) tworzą oktaedryczne kompleksy: [Fe(H2O)6] i [Fe(CN)6] . Scharakteryzuj właściwości
magnetyczne obu kompleksów.
13. Stosując Teorię Wiązań Walencyjnych określ typ hybrydyzacji, właściwości magnetyczne i geometrię
kompleksów kobaltu(III) zawierających słabe i silne ligandy.
214. Wiedząc, że jon CN jest silnym ligandem, a Cl słabym ligandem wytłumacz, dlaczego jon [Ni(CN)4] ma
2budowę kwadratową, podczas gdy [NiCl4] - tetraedryczną.
n
15. Jony metali przejściowych, o jakich konfiguracjach elektronowych d mogą tworzyć zarówno wysoko jak i
niskospinowe kompleksy oktaedryczne. Odpowiedź uzasadnij.
2+
3+
16. Widmo absorpcyjne kompleksu [Cu(H2O)6] zawiera jedno pasmo d-d, natomiast [Cr(H2O)6] trzy pasma
odpowiadające przejściom d-d. Podaj interpretację tych danych opierając się na Teorii Pola Krystalicznego
(TPK).
n
5+n
17. Wykorzystując formalizm elektronowo-dziurowy i regułę d ≡d narysuj rozszczepienie termu podstawowego
2
7
8
dla konfiguracji d , d i d w polu ligandów o symetrii Oh i Td.
18. Co oznacza parametr Δ w świetle teorii pola krystalicznego (TPK) i teorii orbitali molekularnych (TOM)?
Wymień i krótko zinterpretuj czynniki, które w istotnym stopniu wpływają na wartość tego parametru?
19. Omów wpływ wiązań  tworzonych przez ligandy na wartość parametru .
220. Na podstawie Teorii Pola Krystalicznego wyjaśnij, dlaczego kompleksy o takim samym składzie: [NiCl 4] i
2[PtCl4] mają różną budowę i właściwości magnetyczne.
21. Wyjaśnij, dlaczego roztwory jonów pierwiastków przejściowych są zwykle barwne, podczas gdy pierwiastków
grup głównych bezbarwne?
22. Jak na energię względną pięciu orbitali d będzie wpływało przesunięcie tylko czterech ligandów na osie x i y
do jonu metalu przejściowego? Narysuj schemat energetyczny i uzasadnij go.
23. Opierając się na Teorii Orbitali Molekularnych określ rząd wiązania i liczbę niesparowanych elektronów w
2
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
cząsteczkach: O2, O 2 , CO, HCl.
Omów właściwości spektroskopowe pierwiastków przejściowych.
Wyjaśnij, na czym polega efekt Jahna-Tellera? Podaj przykłady związków kompleksowych, w przypadku
których efekt ten występuje.
Na czym polega sprzężenie spinowo-orbitalne? Omów wpływ sprzężenia na interpretację właściwości
spektroskopowych związków kompleksowych.
Opisz przebieg zmian promieni atomowych w okresach i w grupach układu okresowego.
Co to jest orbital i jakie są kształty orbitali s, p i d? Ile maksymalnie elektronów można rozmieścić na
poszczególnych orbitalach? Powiąż to rozmieszczenie elektronów z liczbami kwantowymi.
Podaj wszystkie liczby kwantowe dla elektronów walencyjnych atomu węgla w stanie podstawowym. Jaki jest
sens fizyczny poszczególnych liczb kwantowych?
Jaka jest różnica między pojęciami: pierwiastek przejściowy i pierwiastek d-elektronowy? Scharakteryzuj
właściwości miedziowców na tle cynkowców.
Podaj definicję pierwiastka przejściowego. Zestaw niektóre ważne właściwości pierwiastków przejściowych.
Scharakteryzuj pierwiastki przejściowe pierwszego, drugiego i trzeciego szeregu uwzględniając: promienie
atomowe i jonowe, stopnie utlenienia, właściwości magnetyczne, stereochemię.
Scharakteryzuj podobieństwa i różnice między metalami grup głównych i przejściowych.
Wyjaśnij różnice pomiędzy powinowactwem elektronowym a elektroujemnością.
Jak na ogół zmienia się charakter kwasowo-zasadowy tlenków w okresie oraz grupie układu okresowego?
Jak zmienia się reaktywność i charakter produktów reakcji litowców z tlenem, gdy przechodzi się od Li do Cs?
Czy kationy berylowców tworzą kompleksy? Które kationy wykazują największą tendencję do tworzenia
kompleksów i jakie są najlepsze czynniki kompleksujące?
122
38. Opisz oddziaływanie z wodą tlenków kwasowych, zasadowych i obojętnych. Podaj dwa przykłady dla każdego
przypadku.
39. Co to jest kontrakcja lantanowcowa i jak wpływa ona na właściwości chemiczne innych pierwiastków?
40. Jak magnetyczne i optyczne właściwości jonów lantanowców 4f różnią się na ogół od jonów metali
przejściowych 3d? Jaka jest główna przyczyna tej różnicy?
41. Jaki jest najwyższy możliwy stopień utlenienia następujących pierwiastków: Ta, Zr, Mn? Omów zmienność
stopni utlenienia wśród pierwiastków d-elektronowych.
42. Podaj pospolite stopnie utlenienia manganu oraz określ ile niesparowanych elektronów znajduje się w każdym
z nich, zarówno w odrębnych cząstkach, jak i w otoczeniu silnego oktaedrycznego pola krystalicznego.
43. Podaj argumenty przemawiające za umieszczeniem wodoru w grupie 1 (1A) układu okresowego a nie w
grupie 17 (7A).
44. Żelazo, kobalt, nikiel łączą się często w jedną grupę zwaną triadą żelaza. Jakie podobieństwa tych
pierwiastków to uzasadniają?
45. Stosując różne kryteria (np. zakres promieniowania, sposoby otrzymywania widma) dokonaj podziału metod
spektroskopowych.
46. Dokonaj klasyfikacji przejść w spektroskopii elektronowej. Podaj kryteria tej klasyfikacji.
47. Scharakteryzuj rodzaje wiązań chemicznych.
48. Omów wpływ reakcji ubocznych na tworzenie związków kompleksowych.
49. Jakie warunki muszą być spełnione, aby można było z dużym powodzeniem stosować do wyznaczania
stałych tworzenia i charakterystyki równowag metody oparte na pomiarach pH?
50. Omów znaczenie związków kompleksowych w biologii, medycynie i ochronie środowiska.
123
CHEMIA ORGANICZNA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
Przedstawić i wyjaśnić przebieg rutynowej analizy związków organicznych wykonywanej metodą klasyczną bez
zastosowania metod spektroskopowych.
Stereoizomeria. Wyjaśnić pojęcia podając odpowiednie przykłady: enancjomery, konfiguracja absolutna,
diastereoizomery, mieszanina racemiczna, odmiana mezo, nadmiar enancjomeryczny, skręcalność właściwa.
Analiza konformacyjna pochodnych cykloheksanu i dekaliny.
Omówić reaktywnośc alkenów w stosunku do czynników elektrofilowych, utleniających i rodnikowych (na
przykładach).
Substytucja elektrofilowa w układach aromatycznych. Wpływ kierujący podstawników w pierścieniu
aromatycznym na substytucję elektrofilową (wyjaśnić na przykładach).
Karbokationy – powstawanie, struktura, trwałość, przegrupowania, reaktywność.
Karboaniony i karbeny – metody wytwarzania, struktura, trwałość, reaktywność.
Podać sposoby wprowadzania nukleofila do pierścienia aromatycznego.
Porównać mechanizmy i stereochemię znanych Ci reakcji eliminacji (na odpowiednich przykładach).
Reakcja SN1 (mechanizm i stereochemia, warunki sprzyjające przebiegowi procesu, procesy konkurujące).
Reakcja SN2 (mechanizm i stereochemia, warunki sprzyjające przebiegowi procesu, procesy konkurujące).
Zastosowanie związków Grignarda w syntezie organicznej.
Mechanizmy typu kondensacji aldolowej. Jak reagują aldehydy nie posiadające atomów wodoru w pozycji α ?
Mechanizm kondensacji typu Claisena.
Addycja nukleofilowa 1,4- versus 1,2-. Addycja Michaela.
Zastosowanie malonianu dietylowego i acetylooctanu etylu w syntezie organicznej.
Pochodne kwasów karboksylowych: reaktywność i ich wykorzystanie w syntezie.
Metody otrzymywania amin alifatycznych i aromatycznych.
Porównać metody otrzymywania i reaktywność alkoholi i fenoli.
Zastosowanie soli diazoniowych w syntezie organicznej.
Reakcje cykloaddycji [4+2]: mechanizm, stereochemia, dieny i dienofile.
Porównać zasadowość amin alifatycznych, amin aromatycznych, pirolu i pirydyny.
Właściwości aromatyczne i reaktywność pirolu furanu, tiofenu i pirydyny
Wyjaśnij następujące pojęcia i podaj przykłady: anomery, epimer, forma furanozowa i piranozowa cukrów,
mutarotacja, glikozydy, cukry redukujące.
Omówić główne typy reakcji cukrów prostych.
Grupy ochronne w syntezie organicznej.
Struktura kwasów nukleinowych. Wyjaśnić pojęcia: RNA, DNA, kodon, pary zasad, podwójna helisa,
deoksyryboza, replikacja.
Analiza retrosyntetyczna: ukryta polaryzacja cząsteczki, przekształcenia grup funkcyjnych, strategia i planowanie
syntezy.
Rodzaje dyskonekcji i typy syntonów.
Przedstaw metody syntezy związków 1,3-difunkcyjnych.
Trwałość kompleksów i ich reaktywność w reakcjach sprzęgania.
Omów rodzaje reakcji sprzęgania w zależności od użytych reagentów – jako nowoczesne metody syntezy w
chemii metaloorganicznej.
Znaczenie związków metaloorganicznych w syntezie wiązań C-C.
Przedstaw mechanizm reakcji sprzęgania katalizowanych kompleksami metali przejściowych.
Omów wpływ podstawników na położenie pasma absorpcji w IR grupy C=O.
1
Czynniki wpływające na przesunięcie chemiczne w H NMR.
Omówić sprzężenia spinowo-spinowe w trójpodstawionej pochodnej benzenu.
Porównaj metodę jonizacji EI i ESI w spektrometrii mas.
Zaproponuj fragmentację estru kwasu karboksylowego.
Porównaj spektroskopię NMR dwóch wybranych heterojąder.
Omów wpływ obecności wiązania wodorowego na widma IR i NMR.
W jaki sposób otrzymuje się widma Ramana.
Podaj metody otrzymywania związków optycznie czynnych.
Określ sekwencję aminokwasów w dowolnym peptydzie metodą degradacji Edmana.
Omów zastosowanie grup ochronnych w syntezie organicznej.
Podaj i scharakteryzuj główne typy związków z obszaru chemii supramolekularnej.
Synteza peptydów na fazie stałej. Wady i zalety.
13
Zastosowanie spektroskopii C NMR do wyznaczania struktury związków organicznych.
Wolne rodniki – powstawanie, struktura i reaktywność.
Reakcja Wittiga – zastosowanie i mechanizm.
124

Sylabusy - Chemia II stopień - Instytut Chemii UPH

Transkrypt

Podobne dokumenty