chemia studia ii stopnia - ich.uph.edu.pl y specjalnościowe: chemia organiczna i stosowana 30 1.3....

Chemia

Studia

II stopnia

Spis treści:

1. Sylabusy z załącznikami 2 1.1. Moduły kierunkowe 2 1.2. Moduły specjalnościowe: chemia organiczna i stosowana 30 1.3. Moduły specjalnościowe: Podstawy fizykochemicznych metod analitycznych 69

2. Przedmioty magisterskie – dyplomowe 108 3. Standardy pracy magisterskiej i zasady odbywania egzaminu dyplomowego 114

2

Moduły

kierunkowe

3

Sylabus przedmiotu / modułu kształcenia

Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia teoretyczna

Nazwa w języku angielskim: Theoretical chemistry

Język wykładowy: polski

Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: chemia

Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej

Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny): obowiązkowy

Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia): drugiego stopnia

Rok studiów: pierwszy

Semestr: pierwszy

Liczba punktów ECTS: 7

Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Barbara Pezler

Symbol efektu

Efekty kształcenia Symbol efektu kierunkowego

WIEDZA

W01 Zna podstawowe metody ab-initio i półempiryczne stosowane w obliczeniach kwantowomechanicznych.

K_W03, K_W11

W02 Posiada wiedzę n/t sposobu rozwiązywania równania Schrodingera dla układów periodycznych, oraz makromolekuł i oddziaływań. K_W03, K_W010

W03 Rozumie mechanizmy funkcjonowania mikroświata i ich związki ze zjawiskami przebiegającymi w skali makro. K_W01, K_W05, K_W10

W04 Wie na czym polega modelowanie molekularne K_W03, K_W11

UMIEJĘTNOŚCI

U01 Potrafi stworzyć model obliczeniowy dla danego układu, określając jego geometrię, bazę funkcyjną oraz metodę obliczeniową. K_U03, K_U11

U02 Umie dokonywać obliczeń parametrów termodynamicznych w określonym zespole statystycznym K_U11

U03 Umie przewidywać właściwości oraz zachowanie się związków chemicznych w różnych stanach skupienia. K_U05, K_U18

U04 Umie stosować teorię grup w chemii kwantowej i spektroskopii K_U18

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia K_K01

K02 Rozumie potrzebę popularnego przedstawiania laikom wybranych osiągnięć nowoczesnej chemii K_K05

K03 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach obcych K_K06

Forma i typy zajęć: 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:

4

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 wymienno-korelacyjna, 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.

5

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.

Punkty ECTS za przedmiot 6 ECTS

Załącznik do Sylabusa: Chemia Teoretyczna

Przykładowe pytania i zadania sprawdzające zakładane efekty kształcenia

WIEDZA Przykładowe pytania

W01 Student Zna podstawowe

metody ab-initio i

półempiryczne stosowane w

obliczeniach

kwantowomechanicznych

egzamin

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?

W02 Student Posiada wiedzę

n/t sposobu rozwiązywania

równania Schrodingera dla

układów periodycznych, oraz

makromolekuł i oddziaływań.

egzamin

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.

W03 Student Rozumie

mechanizmy funkcjonowania

mikroświata i ich związki ze

zjawiskami przebiegającymi w

skali makro.

egzamin

Czym jest przestrzeń fazowa, stan mikro, stan makro? W jakich sytuacjach stosuje się rozkłady Boltzmanna i Maxwella? Czym jest prawdopodobieństwo termodynamiczne? Jaki ma związek z

entropią? Jakie parametry termodynamiczne i potencjały charakteryzują zespół

kanoniczny?

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

6

danego układu, określając

jego geometrię, bazę

funkcyjną oraz metodę

obliczeniową.

kolokwium

atomów: Be, B, N. Utwórz macierz współrzędnych względnych (Z-matrix) dla cząsteczki

gliceryny.

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

chemicznych w różnych

stanach skupienia.

kolokwium

Znajdź energię -elektronową oraz energię delokalizacji dla rodnika allilowego.

Przedstaw teorię pasmową przewodników, półprzewodników, izolatorów. Na czym polega kondensacja Bosego-Einsteina?

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

laikom wybranych osiągnięć

nowoczesnej chemii

egzamin

Na czym polega oddziaływanie dwóch niepolarnych cząsteczek? Scharakteryzuj momenty multipolowe cząsteczki: azotu, chlorowodoru,

dwutlenku węgla, wody. Na czym polega statystyczny opis układu (np. gazu)?

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)

7


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Analiza Instrumentalna I

Nazwa w języku angielskim: Instrumental analysis I



Jednostka realizująca: Instytut Chemii – Zakład Chemii Analitycznej



Rok studiów: pierwszy/drugi

Semestr: drugi/trzeci


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Bronisław K. Głód

Symbol efektu


WIEDZA

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).

K_W01 K_W02 K_W04 K_W05

AI1_W02

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.

K_W06 K_W07 K_W10 K_W13

AI1_W03 Zna i rozumie podstawowe prawa fizyczne i elektroanalityczne metody badań (woltamperometryczne, potencjometryczne, kulometryczne, konduktometryczne, polarografii prądu stałego i zmiennego oraz elektroforetyczne.

K_W01 K_W08

AI1_W04

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).

KW_01 K_W08

AI1_W05 Zna i rozumie podstawy metod radiometrycznych, termoanalizy, analizy technicznej, w przepływie, mikroskopii, metod optycznych.

K_W01 K_W08

UMIEJĘTNOŚCI

AI1_U01 Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów w jakościowej i ilościowej analizie chemicznej.

K_U01 K_U02 K_U05 K_U06

AI1_U02 Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów w badaniach fizykochemicznych badanych układów.

K_U01 K_U02 K_U10 K_U12

AI1_U03 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się bezpośrednio z procesem chromatograficznym.

K_U08 K_U10

AI1_U04 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się bezpośrednio z procesem elektrochemicznym i podwójną warstwą elektryczną.

K_U12 K_U19

AI1_U05 Potrafi wykonać podstawowe obliczenia chemiczne i statystyczne oceny niepewności pomiarów.

K_U17 K_U20

K_U21

8


AI1_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. K_K01, K_K02

AI1_K02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii analitycznej.

K_K05, K_K07

Forma i typy zajęć: 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.

9


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



Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 45 godz.

Udział w wykładach 30 godz.

Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń laboratoryjnych + opracowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń

25 godz.

Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów działowych związanych z treściami laboratoryjnymi

30 godz.

Przygotowanie się do egzaminu końcowego 45 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 175 godz.

Punkty ECTS za przedmiot 7

Załącznik do Sylabusa:

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 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.

1. Proszę omówić istotę analizy specjacyjnej. 2. Wyjaśnij różnicę między błędem, a niepewnością pomiaru.

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

10

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 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

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.

11


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Analiza instrumentalna II

Nazwa w języku angielskim: Instrumental analysis II



Jednostka realizująca: Instytut Chemii – Katedra Chemii Nieorganicznej




Semestr: drugi


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz

Symbol efektu


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.

K_W01, K_W02 K_W04, K_W05

AI2_W02 Zna i rozumie podstawowe techniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS z uwzględnieniem głównych ograniczeń metodycznych tego typu pomiarów.

K_W06, K_W07

AI2_W03 Zna i rozumie podstawowe reguły absorpcyjnej i emisyjnej spektroskopii UV-VIS, w tym relacje pomiędzy strukturą związków chemicznych a ich właściwościami spektroskopowymi.

K_W01, K_W08

AI2_W04 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.

KW_01, K_W08

AI2_W05 Zna i rozumie podstawowe procesy zachodzące z udziałem stanów wzbudzonych oraz reguły rządzące tymi procesami.

UMIEJĘTNOŚCI

AI2_U01 Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS w jakościowej i ilościowej analizie chemicznej

K_U01, K_U02 K_U07, K_U09

AI2_U02 Potrafi wykorzystać wyniki pomiarów spektroskopowych UV-VIS w fizykochemicznej analizie badanych układów.

K_U01, K_U02 K_U07, K_U09

AI2_U03 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawowe prawa fizyczne wiążące się bezpośrednio z absorpcyjną i emisyjną spektroskopią UV-VIS.

K_U04, K_U05

AI2_U04 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące właściwości spektroskopowe związków chemicznych z ich strukturą elektronową.

K_U04, K_U12

AI2_U05 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania wiążące podstawowe właściwości stanów wzbudzonych z naturą substancji chemicznych.

K_U04, K_U12


AI2_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. K_K01, K_K02

AI2_K02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego w zakresie UV-VIS z materią.

K_K05, K_K07


12


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. Absorpcja i emisja (luminescencja, fluorescencja i fosforescencja) promieniowania UV-VIS.

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. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, 1998.

2. A. Cyganski, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, 2002.

3. Z. Marczenko, M. Balcerzak, Spektrofotometryczne metody w analizie nieorganicznej, PWN, 1998.

4. P. Suppan, Chemia i światło, PWN, 1997.

5. S. Paszyc, Podstawy fotochemii, PWN, 1992.


1. M.J.K. Thomas, D.J. Ando, Ultraviolet and Visible Spectroscopy: Analytical Chemistry by Open Learning, John Wiley & Sons, 1996.

2. T. Oven, Fundamentals of modern UV-visible spectroscopy, A Primer, Agilent Technologies, 2000.

3. Spectroscopic Methods of Analysis - Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, in Encyclopedia of Pharmaceutical Technology by R. Raghavan, J.C. Joseph, Marcel Dekker, 2002.

4. M.G. Gore, Spectrophotometry and Spectrofluorimetry: A Practical Approach, Oxford University Press, 2000.

5. J.R. Lakowicz, Principles of fluorescence spectroscopy, Kluwer Academic/Plenum Publisher, 1999

6. M. Klessinger, J. Michl, Excited States and Photochemistry of Organic Molecules, VCH, 1995

7. B. Valeur, Molecular Fluorescence. Principles and Application, Wiley-VCH, 2002

8. A. Rodger, B. Norden, Circular Dichroism and Linear Dichroism, Oxford University Press, 1997.

9. N. Berova, K. Nakanishi, R.W. Woody, Circular Dichroism: Principles and Applications, John Wiley & Sons, 2000.


Wspomagany technikami multimedialnymi wykład, ćwiczenia laboratoryjne


13

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 < 10 > 10 > 12 > 14 > 16 > 18

Ocena 2,0 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0





25 godz.


10 godz.


Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów działowych związanych z treściami wykładowymi

10 godz.




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.

14

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

(współczynniki molowe absorbcji ca. 104 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

absorbcji(współczynniki molowe absorbcji ca. 104 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 długośc iach

fali, podczas gdy emisja molekuł na ogół charakteryzuje się obecnością jednego szerokiego pasma. Podać

możliwą przyczynę obserwowanych różnic.

Dla oktaedrycznych kompleksów jonów metali przejściowych typu ML62+

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

typu ML4X22+

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.

15

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.

Dla singletowego stanu wzbudzonego 1*A proces emisji fotonu zachodzi z szybkością równą 1×10

9 s .

Charakteryzujące singletowy stan wzbudzony 1*A szybkości konwersji wewnętrznej oraz przejść

międzysystemowych wynoszą odpowiednio 3×109 s oraz 6×10

9 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

bezpromienistych wynoszącymi odpowiednio 2×108 oraz 3×10

8 s . Zmierzona wartość czasu życia stanu

wzbudzonego *X w obecności wygaszacza Q o stężeniu równym 0.5 mol/dcm3 wyniosła 1 ns. Obliczyć stałą

szybkości procesu wygaszania *X + Q X + *Q oraz wydajność kwantową emisji *X X w roztworze

wygaszacza Q o stężeniu równym 1.0 mol/dcm3.

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.

16

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 M =

4.0×104 M cm obliczyć molowy współczynnik absorpcji produktu fotolizy Z.

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.

17

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.

2vs

vs2 nie uwzględnia się w przypadku zmiany sposobu prezentacji widm

vs 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.

18


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Krystalografia

Nazwa w języku angielskim: Crystallography

Język wykładowy: język polski


Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej, Zakład Chemii Organicznej




Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Prof. nzw. dr hab. Zbigniew Karczmarzyk

Symbol efektu


WIEDZA

Wkr_01 Posiada podstawową wiedzę na temat promieniowania rentgenowskiego i wykorzystania go w badaniach strukturalnych.

K_W01, K_W0-5

Wkr_02 Zna podstawy fizyczne metod dyfrakcyjnych stosowanych w badaniach strukturalnych kryształów.

K_W02, K_W05, K_W06

Wkr_03 Zna podstawowe metody rentgenowskie badania struktury kryształów. K_W07, K_W01

UMIEJĘTNOŚCI

Ukr_01 Potrafi posługiwać się matematycznym opisem symetrii sieci przestrzennej kryształu.

K_U10

Ukr_02 Posiada umiejętność wykorzystania najważniejszych metod rentgenowskich w badania struktury krystalicznej i molekularnej związków chemicznych.

K_U09, K_U14, K_U15

Ukr_03 Potrafi zinterpretować i wykorzystać dane strukturalne uzyskiwane z badań rentgenowskich.

K_U02, KU_07

Ukr_04 Posiada umiejętność korzystania z literatury fachowej oraz posługiwania się bazami danych strukturalnych.

K_U04


Kkr_01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego kształcenia.

K_K01

Kkr_02 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze krystalograficznej polskiej i anglojęzycznej.

K_K02, K_K06

Kkr_03 Potrafi formułować opinie na temat zagadnień krystalograficznych i krystalochemicznych.

K_K02, K_K07

Forma i typy zajęć: Wykład (15 godz.), ćwiczenia laboratoryjne (30 godz.)


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.

19

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.



Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych i kolokwium. 30 godz.

Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń laboratoryjnych + opracowanie wyników wykonanych ćwiczeń w formie sprawozdań + przygotowanie do kolokwium

35 godz.


Samodzielne przygotowanie do egzaminu 15 godz.

Udział w konsultacjach 5 godz.

20


Punkty ECTS za kurs 4 ECTS

Załącznik do Sylabusa: Krystalografia Przykładowe pytania i zadania sprawdzające zakładane efekty kształcenia 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 ok i k są wektorami falowymi o długości 1/λ odpowiednio wiązki padającej i odbitej od płaszczyzny (hkl)

promieniowania rentgenowskiego, a H jest wektorem sieci odwrotnej o współrzędnych hkl, to warunek dyfrakcji Ewalda jest spełniony gdy

a) Hkko b) Hkk o c) Hkk o d) Hkko

e) H,k,ko są wzajemnie prostopadłe.

- 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).

21

- 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 (tzw. Q-piki). Do mapy dołączona jest tabela zawierająca odległości (w Å) pomiędzy Q-pikami oraz kąty (w

o)

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. Kompetencje społeczne: 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?

22

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?

23


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Spektroskopia

Nazwa w języku angielskim: Spectroscopy







Semestr: drugi


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Robert Kawęcki

Symbol efektu


WIEDZA

Wm01 Poszerzona wiedza z zakresu spektroskopii IR, Ramana, NMR, EPR,

spektrometrii mas.

K_W01,

K_W02, K_Wois01

Wm02 Zna zakresy stosowania różnych metod spektroskopowych, budowy

spektrometrów, sposoby przygotowania próbek oraz interpretacji widm.

K_W04

K_W08, K_Wois06

Wm03

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.

K_W06,K_Wois02

Wm04 Zna istniejące bazy danych spektroskopowych on-line. K_W14, K_Kois02

UMIEJĘTNOŚCI

Um01 Potrafi wybrać odpowiednią metodę spektroskopową do analizy struktury

związków chemicznych.

K_U18

K_U06,K_Uois01

Um02 Potrafi przygotować próbkę do pomiarów IR, NMR, GC MS. K_U09

Um02

Potrafi zidentyfikować główne grupy funkcyjne i podstawniki związków

organicznych z widm UV, IR, NMR. Potrafi określić masę cząsteczkową

substancji z widm MS.

K_U07; K_U18; K_U19

Um03 Umie wykorzystać dostępne bazy danych spektroskopowych on-line. K_U04


Km01 Ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z

rozwojem nauki K_K01

Forma i typy zajęć: 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.

24

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.



Udział w wykładach: 30

Laboratorium 45

Konsultacje: 15

Przygotowanie do laboratorium i opis ćwiczeń 25

Przygotowanie do zaliczenia: 35

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 150


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.

25

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

spektroskopowych: ESI MS: 90 m/z; IR (KBr): 3600-2800 (szer.); 1600 cm-1

; 1H NMR (D2

3,79(q); 13

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.

26


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Zarządzanie wiedzą

Nazwa w języku angielskim: Knowledge Management






Rok studiów: drugi

Semestr: trzeci


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: mgr Marek Grzegorczyk

Symbol efektu


WIEDZA

ZW_W01 Umie określić, w jaki sposób wiedza jest gromadzona w organizacji i jak wpływa na jej efektywność.

K_W01, K_W04

ZW_W02 Zna najważniejsze obszary, w których można zarządzać wiedzą i potrafi opisać i korzystać z efektywnych narzędzi zarzadzania zasobami wiedzy.

K_W13, K_W14

ZW_W03 Umie zidentyfikować problemy w transferze wiedzy. Zna skutki właściwego i niewłaściwego transferu wiedzy w organizacji.

K_W15

UMIEJĘTNOŚCI

ZW_U01 Potrafi określić pozytywne i negatywne skutki zarzadzania wiedzą oraz potrafi dzielić się wiedzą.

K_U05, K_U17

ZW_U02 Potrafi zastosować właściwe narzędzie zarzadzania wiedza (oprogramowanie wspomagające zarządzanie) w odpowiednim kontekście.

K_U04

ZW_U03 Potrafi rozwiązać problemy związane z niedoskonałą informacją. Potrafi wybrać odpowiedni sposób działania w zależności od struktury organizacyjnej i uwarunkowań formalnych w organizacji.

K_U14, K_U15


ZW_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. K_K01, K_K02

ZW_K02 Potrafi pracować zespołowo (jako lider lub członek zespołu), rozumie konieczność systematycznej pracy nad wszelkimi projektami, które mają długofalowy charakter.

K_K03

ZW_K03 Rozumie i docenia szczególne znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób; postępuje etycznie wobec współpracowników projektu.

K_K04

Forma i typy zajęć: 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.


27

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.


28


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 2,0 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0



Udział w ćwiczeniach 15 godz.

Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów wejściowych związanych z treściami ćwiczeń

4 godz.

Przygotowanie do wykonania miniprojektu przy użyciu programu Microsoft Project

2 godz.

Przygotowanie się do testu końcowego 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).

29

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. Kompetencje społeczne: 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.

30

Chemia

organiczna

i stosowana

31


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia proekologiczna

Nazwa w języku angielskim: Proecological Chemistry

Język wykładowy: Język Polski

Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: Chemia

Jednostka realizująca: Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej


Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia): Drugi stopień

Rok studiów: Pierwszy rok

Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Teodozja Marianna Lipińska

Symbol efektu


WIEDZA

Wk01 zna i rozumie podstawową rolę chemii w kształtowaniu zrównoważonego rozwoju cywilizacyjnego

K_2A_W01 , K_2A_Wois02

Wk02 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

K2A_Wois05 K_2A_W02, K_2A_W04

Wk03 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

K_2A_W04

Wk04 ma wiedzę dotyczącą nowych materiałów i technologii proekologicznych K_2A_W04, K_2A_W05

UMIEJĘTNOŚCI

Uk01 potrafi ocenić materiały i procesy ze względu na wpływ na środowisko K_2A_W01, K_2A_W02,

K_2A_W04, K_2A_W05

Uk02 potrafi ocenić materiały, w tym polimery i odpady komunalne pod względem skierowania ich do odpowiednich metod recyklingu materiałowego lub energetycznego

K_2A_U01, K_2A_U18, K_2A_U19


Kk01

ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z zakładanym kierunkiem rozwoju opartym o nowe technologie, bazujące na energii odnawialnej i biomasie jako surowcu chemicznym, które mają zastąpić gospodarkę opartą na kopalinach

K_2A_K01. K_2A_K02, K_2A_Kois01

Kk02 potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych dotyczących roli chemii w zrównoważonym rozwoju cywilizacyjnym

K-2A_W14, K_2A_U17, K_2A_K06, K_2A_K07

Forma i typy zajęć: 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


32

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.

33


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.



wykład 30

laboratorium 30

konsultacje 10

przygotowanie do laboratorium i opis ćwiczeń 15

przygotowanie do zaliczenia przedmiotu 15

Obciążenie pracą studenta 100 godzin


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)

34

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?

35


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia środowiska

Nazwa w języku angielskim: Environmental Chemistry



Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej, Zakład Chemii środoviska




Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Prof. dr hab. N. Erchak

Symbol efektu Efekty kształcenia

Symbol efektu kierunkowego

WIEDZA

Wk01

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

K_ Wk02, K_Wk04

Wk02

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

K_Wk04 K_Wk06

Wk03 Student potrafi przeprowadzić analizą wód wg norm: oznaczanie wybranych wskaźników jakości wód.

K_Wk06

Wk04 Student zna zasady budowy oraz działanie podstawowych przyrządów mających zastosowanie w badaniach chemii środowiska.

K_Wk12

UMIEJĘTNOŚCI

Uk01 Potrafi prawidłowo przeprowadzić analizą i oznaczanie wybranych wskaźników jakości wód .

K_Uk14 K_Uk17

Uk02 Potrafi prawidłowo przeprowadzić analizę z zastosowaniem podstawowych przyrządów mających zastosowanie w badaniach chemii środowiska.

K_Uk07 K_Uk18 K_Uk19


Kk01 Ma świadomość ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

K_Kk01

Kk02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych K_Kk07

Forma i typy zajęć: 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

36


1 Ziemia . Rozmieszczenie pierwiastków. Główne pierwiastki w skorupie ziemskiej.

2 Cykle geochemiczne. Wodór, tlen, woda, węgiel, azot, fosfor, krzem, siarka, żelazo , glin, wapń, magnez,

sód, potas.

3 Chemiczne wiązania i oddziaływania w środowisku.

4 Utworzenie gleby. Procesy glebowe.

5 Strukturalno – funkcjonalne parametry gleby .

6 Próchnica glebowa. Próchnica wodna.

7 Nie burząca technika analizy gleby .

8 Procesy degradacyjne glebowe .

9 Antropogeniczne wpływy na gleby .

10 Wody powierzchniowe i podziemne .

11 Wody mineralne i woda do picia .

12 Prawo dotyczące jakości wód i ich ochrony .

13 Substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska . Metali ciężkie , radionuklidy, azotany, WWA,

niebezpieczne związki organiczne i nie organiczne , nawóz .

14 Oczyszczanie ścieków. Usuwanie biogenów . Biogaz. Osady ściekowe.

15 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.


37

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:

Przedział punktacji 0-50 50.1-60 60.1-70 70.1-80 80.1-90 90.1-100

Ocena 2,0 3,0 3,5 4,0 4,5 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.




Laboratorium, wykonywanie, zaliczenie 45 godz.

Samodzielne przygotowanie się do laboratorium i sprawozdań

30 godz.

Udział w konsultacji z przedmiotu 1 godz.

Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów 14 godz.

Przygotowanie się do egzaminu i obecność na egzaminie 30 godz.



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.

38

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


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Wykład 1 - Literatura chemiczna

Nazwa w języku angielskim: Lecture 1 - The chemical literature

39

Język wykładowy:

język polski



Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny):

obowiązkowy

Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia):

drugiego stopnia


Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu:

prof. dr hab. A. Rykowski

Efekty kształcenia Symbol Odniesienie do

efektów kierunkowych

(wiedza, umiejętności, kompetencje społeczne)

Wk01 Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii

CH2A_W01 CH2A_W04

CH2A_Wois02

Wk02

Zna język angielski na poziomie średniozaawansowanym (B2) wystarczającym do czytania literatury fachowej

CH2A_W10

Wk03 Umie korzystać twórczo z literatury fachowej,

baz danych oraz innych źródeł informacji CH2A_W11

Wk04

Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopniu niezbędnym do samodzielnej pracy w zawodzie chemika

CH2A_W16

Kk01

Zna ograniczenie własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia

CH2A_K01 CH2A_Kois01

Kk02 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach obcych

CH2A_K06

Forma i typy zajęć: Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi i zbiorami bibliotecznymi oraz komputerowymi bazami danych

Wymagania wstępne i dodatkowe: Bierna znajomość języka angielskiego


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.

40

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 Literatura podstawowa: 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 Wykład problemowy z wykorzystaniem środków audiowizualnych, zasobów bibliotecznych oraz dostępnych baz danych

Sposoby weryfikacji określonych efektów kształcenia osiaganych przez studenta:

Efekty Wk01-04 i Kk01 i Kk02 będą sprawdzone na egzaminie ustnym

Forma i sposób zaliczenia (wraz z kryteriami oceniania):

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.

Bilans punktów ECTS: 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

41

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?

42


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia i Analiza Żywności

Nazwa w języku angielskim: Chemistry and Analysis of Food

Język wykładowy:

język polski

Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: Chemia, specjalność: Chemia Organiczna i Stosowana

Jednostka realizująca: Instytut Chemii


obowiązkowy


Drugiego stopnia

Rok studiów: Pierwszy uzupełniający

Semestr: drugi



dr hab. Mirosława Ossowska-Chruściel




CHmW01

Zna i rozumie podstawowe prawa chemiczne i fizykochemiczne w odniesieniu do chemii żywności

CH2A_W02

CHmW02

Zna i rozumie znaczenie chemii i jej rolę w żywności. Zna budowę chemiczną naturalnych składników żywności. Zna sposoby kontroli jakości żywności

CH2A_W06 CH2A_W08

CH2A_W04, CH2A_Wois06

CHmW03

Zna budowę chemiczną naturalnych i dodanych składników żywności i reakcje między nimi

CH2A_W06, CH2A_Wois03, CH2A_Wois01

CHmU01

Potrafi w sposób zrozumiały zaplanować tok analizy chemicznej wybranego produktu spożywczego.

CH2A_U14, CH2S_Uois01

CHmU02

Potrafi wykonać analizę chemiczną składników żywności w oparciu o odpowiednie normy i nowoczesne metody analizy chemicznej

CH2A_U13, CH2A_U18, Ch2A_Uois02

CHmK01

Ma świadomość konieczności pogłębiania swojej wiedzy w związku z coraz nowszymi odkryciami i nowymi metodami analitycznymi.

CH2A_K01,

Forma i typy zajęć: Wykład i ćwiczenia laboratoryjne

Wymagania wstępne i dodatkowe: Znajomość terminologi chemicznej z chemii żywności,

43

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:

Literatura podstawowa: 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 Literatura dodatkowa: 5. Praca zbiorowa pod redakcją Piotra P. Lewickiego „Inżynieria

44

procesowa i aparatura przemysłu spożywczego”, WNT, Warszawa 1999r. 6. H-D., Belitz and W. Grosch „Food Chemistry”, Springer, 1999.

Planowane formy/działania/metody dydaktyczne: 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


Warunek uzyskania zaliczenia przedmiotu: wykonanie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń i zaliczenie kolokwiów cząstkowych. 1. za wykonanie ćwiczenia i opracowanie wyników 0-5 punktów. 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 Obciążenie studenta Udział w wykładach 45 godz. Udział w ćwiczeniach 60 godz. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 25 godz. Udział w konsultacjach 25 godz. Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów 30 godz. Przygotowanie się do egzaminu i obecność na egzaminie 35 godz. Sumaryczne obciążenie pracą studenta 220 godz. Punkty ECTS za przedmiot 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.

45

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.

46


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia cząstek aktywnych (wykład 2)

Nazwa w języku angielskim: Chemistry of Active Species



Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej

Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny): fakultatywny



Semestr: drugi


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Stanisław Ostrowski

Symbol efektu


WIEDZA

W_01 Posiada poszerzoną wiedzę z chemii organicznej. K_W01

W_02 Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii organicznej. K_W04, K_Wois02

W_03 Posiada pogłębioną wiedzę z zakresu wybranej specjalności chemicznej pozwalającą na samodzielną pracę eksperymentalną.

KW_06

W_04 Umie twórczo korzystać z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł informacji.

K_W14

UMIEJĘTNOŚCI

U_01 Posiada umiejętność poprawnego wnioskowania. K_U05

U_02 Umie na poziomie zaawansowanym i obejmującym chemię współczesną stosować oraz przedstawić w mowie i piśmie założenia chemii organicznej.

K_U12

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.

K_U17

U_04 Potrafi formułować wnioski i przeprowadzać dowody służące rozwiązywaniu podstawowych problemów chemii organicznej.

K_U19, K_Uois02


K_01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia.

K_K01

K_02 Potrafi precyzyjnie formułować pytania, służące pogłębieniu własnego zrozumienia danego tematu lub odnalezieniu brakujących elementów rozumowania.

K_K02, K_Kois01

K_03 Rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób; postępuje etycznie.

K_K04

K_04 Rozumie potrzebę popularnego przedstawiania laikom wybranych osiągnięć nowoczesnej chemii.

K_K05

K_05 Potrafi formułować własne opinie dotyczące podstawowych zagadnień chemicznych.

K_K07

Forma i typy zajęć: wykład (30 godz.)


47

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 Friedla-Craftsa 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. SNAr, 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 O-nukleofilami, 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.


48

Warunek uzyskania zaliczenia przedmiotu: uzyskanie oceny co najmniej dostatecznej z pisemnego kolokwium przeprowadzanego na końcu semestru; punktacja i ocenianie w/g Regulaminu studiów Sposób uzyskania punktów: kolokwium oceniane w skali 0-100 pkt Poprawy: Możliwość poprawy kolokwium w sesji egzaminacyjnej.




Udział w konsultacjach godz. z przedmiotu 15 godz.

Przygotowanie się do kolokwium i obecność na kolokwium

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.

49

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 wytworzenia σ

H-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.

50


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Współczesna chemia organiczna

Nazwa w języku angielskim: Advanced Organic Chemistry






Rok studiów: drugi

Semestr: czwarty


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Robert Kawęcki

Symbol efektu


WIEDZA

Wm01 Zna terminologię stereochemiczną. K_W01,

K_W02

Wm02 Zna grupy ochronne stosowane w syntezie organicznej. K_W01,

K_W02

Wm03 Zna metody oraz współczesne reagenty do tworzenia wiązań C-C,

selektywnego utleniania oraz redukcji.

K_W01,

K_W02

Wm04 Zna podstawowe metody syntezy asymetrycznej. K_W01

K_Wois03

Wm05 Zna nowoczesne metody wspomagające syntezę związków organicznych. K_W04,

K_Wois04

UMIEJĘTNOŚCI

Um01 Potrafi określić konfiguracje i konformacje związków organicznych cyklicznych

i acyklicznych. K_U05

Um02 Potrafi dobrać odpowiednie zabezpieczenia grup funkcyjnych. Zna metody

selektywnego wprowadzania i usuwania grup zabezpieczających. K_U07; K_U18; K_U19

Um03 Potrafi zaprojektować syntezę związków organicznych wykorzystując

dostępne reagenty i aparaturę.

K_U18

K_U19

K_Uois03


Km01 Ma świadomość konieczności doskonalenia swojej wiedzy w związku z

rozwojem nauki K_K01

Km02 Potrafi formułować opinie na temat współczesnej syntezy organicznej K_K07

K_Kois01

Forma i typy zajęć: Wykład - 30 godz.


Znajomość podstaw stereochemii i syntezy związków organicznych. Znajomość spektroskopowych metod analitycznych.

51


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



Udział w wykładach: 30

Konsultacje: 15

Przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie: 30

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 75


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.

52

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 ?

53


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Wykład 3 - Polimorfizm związków organicznych

Nazwa w języku angielskim: Lecture 3 - Phase transitions

Język wykładowy:

język polski

Kierunek studiów, dla którego przedmiot jest oferowany: Chemia, specjalność: Chemia Organiczna i Stosowana



fakultatywny


Drugiego stopnia

Rok studiów: Drugi

Semestr: trzeci



Janusz Chruściel




W01 Zna i rozumie podstawowe prawa chemiczne, fizyczne i fizykochemiczne

CH2A_W02 CH2A_Wois02

W02

Zna i rozumie zastosowanie podstawowych opisów matematycznych w zastosowaniu do przejść fazowych

CH2A_W03,

CH2A_W10 CH2A_Wois02

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

Forma i typy zajęć: Wykład 30 godz.

Wymagania wstępne i dodatkowe: Wielopostaciowość związków chemicznych, wpływ parametrów fizycznych na występowanie polimorfizmu. Znajomość podstawowych praw fizycznych, opisów matamatcznych faz skondensowanych.

54


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: 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.

55

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

Forma i sposób zaliczenia (wraz z kryteriami oceniania): Poprawna odpowiedź na 51% pytań testowych oraz aktywność na wykładach


Aktywność Obciążenie studenta Udział w wykładach 30 godz. Udział w konsultacjach 15 Samodzielne przygotowanie się do kolokwium 30 godz Sumaryczne obciążenie pracą studenta 75 godz. Punkty ECTS za przedmiot 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

56

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 fizyko-chemiczne 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.

57


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Postępy w Chemii – wykład monograficzny

Nazwa w języku angielskim: Advances in a Chemistry



Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej, Zakład Chemii środowiska



Rok studiów: Drugi

Semestr: Czwarty


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Prof. dr hab. N Erchak

Symbol efektu


WIEDZA

Wk01 Posiada wiedzę dotyczącą aktualnych kierunków rozwoju chemii K_W01

K_W04

Wk02

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

K_Wk02 K_Wk04

Wk03 Umie korzystać twórczo z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek, wykorzystać TKPEC w syntezie i modelowaniu procesów

K_Wk06

Wk04 Zna zasady budowy oraz działanie podstawowych przyrządów mających zastosowanie w chemii

K_Wk12

UMIEJĘTNOŚCI

Kk01 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania i wykorzystania z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek

K_Uk14 K_Uk17

Kk02 Potrafi w sposób poprawny samodzielnie wykorzystać osiągnięcia z chemii nowoczesnej

K_K06


Kk01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. K_Kk01

Kk02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek

K_Kk07

Forma i typy zajęć: Wykład konwencjonalny wspomagany środkami audiowizualnymi


1. Umiejętność posługiwania się z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek


58

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 Td 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 H2F2, 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 C3V 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 CO2 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

59

59 Wektorowe przedstawienie pola elektrycznego anionu kwasu kwadratowego 60 Kompensacja pola elektrycznego anionu kwasu kwadratowego 61 Pochodne CO2 (Wektorowe przedstawienie i kompensacja pola elektrycznego cząsteczek) 62 Cząsteczki H2F2, SiF4, H2SiF6, GeF4 i H2GeF6 (Wektorowe przedstawienie i kompensacja pola

elektrycznego) 63 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 64 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i efekty egzotermiczne 65 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i kwasowość związków 66 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i substytucja nukleofiłowa 67 Mostkowe wiązania wodorowe 68 Rozpuszczalność a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 69 Synteza dyenowa i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 70 Związki aromatyczne i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 71 Azulen , kationy aromatyczne, aniony aromatyczne 72 Związki hetero aromatyczne 73 Gazy szlachetne i teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 74 efekty elektronowe ( p - d )π 75 Charakter wiązań w związkach krzemu, fosforu, siarki i chloru 76 Wykorzystanie teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek do tworzenia nowych klas związków

chemicznych 77 Silanaty elektrostatycznie stabilizowane (ES-Silanaty) 78 Goshchava silanaty 79 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek i wyznaczanie parametrów strukturalnych dla związków

o symetrii C3V w roztworach 80 Parametry strukturalne dla związków o symetrii C3V w roztworach pry pomocy NMR a parametry

strukturalne w fazie gazowej wyznaczonych techniką elektronografii gazową 81 Parametry strukturalne dla związków o symetrii C3V w roztworach pry pomocy NMR a parametry

strukturalne w fazie stałej (monokrystaliczną) wyznaczonych techniką RSA 82 Wykorzystanie teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek w modelowaniu procesów glebotwórczych 83 Wykorzystanie teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek w tworzeniu nowoczesnych metod

rozwiązywania szeregu problemów ekologicznych 84 Systemy ko kryształów 85 Orbitalne funkcji elektronowe – węzłowe powierzchni elektronów zewnętrznych 86 Orbitalne funkcji elektronowe – węzłowe powierzchni elektronów wewnętrznych 87 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek a hybrydyzacja 88 Teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek a oddziaływania dyspersyjne. 89 Metaliczny wodór. 90 Hydratacja protonowa a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek. 91 Solwaty protonowe a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 92 Solwaty w alkanach a teoria kompensacji pola elektrycznego cząsteczek 93 Efekty α - oddziaływania 94 Geometryczne wskaźniki α - oddziaływania 95 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

60

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,N-dimethylaminiomethyl)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-(N-morpholiniomethyl)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(4-methyl-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 )

Przedział punktacji 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

Poprawy: Dwie poprawy w sesji egzaminacyjnej, odpowiednio przed drugim i trzecim terminem egzaminu pisemnego.




Udział w konsultacjach z przedmiotu 5 godz.


61



Załącznik do sylabusa: Przykładowe zagadnienia weryfikujące efekty kształcenia

Wiedza

Wk01

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

Wk02

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

Wk03

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

Wk04

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

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

Kk02 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 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. 1)Student rozumie że otrzymane nowoczesne wiedzy można rozwijać w potrzebnych kierunkach 2)Student jest przygotowany do dalszego kształcenia

Kk02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień z teorii kompensacji pola elektrycznego cząsteczek Student potrafi formułować opinie na temat nowoczesnych kierunków chemii

62


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Wykład 4 - Chemia metaloorganiczna

Nazwa w języku angielskim: Lecture 4 - Metalorganic chemistry





Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia): drugi stopień

Rok studiów: drugi

Semestr: trzeci


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Dr hab. Danuta Branowska

Symbol efektu


WIEDZA

Wm01 posiada wiedzę z zakresu chemii metaloorganicznej K_W01

K_W04 K_W01

Wm02 potrafi określić typy związków metaloorganicznych i ich zastosowanie w syntezie organicznej

K_W04

Wm03 zna podstawowe metody syntezy związków metaloorganicznych K_W02

K_W04

UMIEJĘTNOŚCI

Um01 potrafi napisać cykl katalityczny reakcji sprzęgania różnych typów związków metaloorganicznych

K_U06

Um02 potrafi napisać w postaci schematu reakcje otrzymywania związków metaloorganicznych

K_U18

Um03 potrafi zastosować odpowiedni typ związków metaloorganicznych w procesie sprzęgania

K_U12 K_U03


Km01 zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego jej pogłębiania w ramach samokształcenia

K_K01 K_K01

Km02 potrafi przedstawić własne opinie dotyczące zagadnień nowoczesnej chemii K_K05

K_K07

Forma i typy zajęć: 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.


63

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. „ Organometallic Hyper TextBook”

http://www.ilpi.com/organometallic/index.html

2. „Virtual Textbook of Organic Chemistry”

http://www.cem.msu.edu/˜reusch/VirtulText/introl.htm

3. „Handbook of Grignard Reagents” G. S. Silverman, P. E. Rakita (Eds), Dekker, NY 1996

4. „Metal –catalysed Cross-coupling Reactions” F. Diederich, P. J. Stang (Eds), Wiley-VCH, Weinheim, 1998

5. „Handbook of Metathesis” Volume I-III R. H. Grubbs (Editor), Wiley-VCH, Weinheim, 2003

6. „Synthesis of Organometallic Compounds”, S. Komiya (Editor) John Wiley & Sons, 1997

7. „Applications of Organometallic Compounds” I. Omae John Wiley & Sons, 1998

8. „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 Sposób uzyskania punktów: 1. pierwsze kolokwium: 25 pkt 2. drugie kolokwium: 25 pkt 3. zaliczenie pisemne: 35 pkt 4. zaliczenie ustne: 15 pkt

http://www.ilpi.com/organometallic/index.html

64

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.



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?

65

Km02 potrafi przedstawić własne opinie dotyczące zagadnień nowoczesnej chemii

1. Gdzie znalazły zastosowanie reakcje sprzęgania?

2. Podaj metody otrzymywania oligotiofenów stosując odpowiednie związki metaloorganiczne?

66


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Wykład 5 Modelowanie molekularne w chemii organicznej

Nazwa w języku angielskim: Lecture 5 Molecular modeling in organic chemistry

Język wykładowy: Język polski





Rok studiów: drugi

Semestr: trzeci


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Prof. nzw. dr hab. Zbigniew Karczmarzyk

Symbol efektu


WIEDZA

Wmm_01 Zna podstawy teoretyczne z zakresu metod obliczeniowych mechaniki molekularnej i chemii kwantowej.

K_W01 K_W03

Wmm_02 Zna różne metody obliczeniowe stosowane w modelowaniu molekularnym. K_W03

K_W04 K_W06

UMIEJĘTNOŚCI

Umm_01 Potrafi zaplanować i wykonać obliczenia teoretyczne dla wybranego układu molekularnego.

K_U02 K_U03

Umm_02 Posiada umiejętność posługiwania się co najmniej jednym programem komputerowym służącym do modelowania molekularnego.

K_U03 K_U05 K_U02

Umm_02 Potrafi zinterpretować, opisać i zaprezentować uzyskane wyniki z obliczeń teoretycznych dla wybranego układu molekularnego.

K_U03 K_U05 K_U02


Kmm_01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę samodzielnego kształcenia.

K_K01

Kmm_02 Potrafi formułować opinie na temat możliwości wykorzystania modelowania molekularnego w nowoczesnej chemii organicznej.

K_K02 K_K07 K_K02

Forma i typy zajęć: Wykład (15 godzin) i seminarium (15 godzin)


chemia kwantowa, chemia teoretyczna, chemia organiczna


67

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 lek-receptor; 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.




Udział w seminarium 15 godz.

Konsultacje 15 godz.

Przygotowane prezentacji 30 godz.


Punkty ECTS za kurs 3 ECTS

Załącznik do Sylabusa: Modelowanie molekularne w chemii organicznej Przykładowe pytania i zadania sprawdzające zakładane efekty kształcenia 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?

68

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? Kompetencje społeczne: 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

69

Podstawy

fizyko-chemicznych

metod

analitycznych

70


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia atmosfery

Nazwa w języku angielskim: Atmospheric Chemistry



Jednostka realizująca: Katedra Chemii Fizycznej, Zakład Kinetyki Chemicznej


Poziom modułu kształcenia (np. pierwszego lub drugiego stopnia): Drugiego stopnia


Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: prof.dr hab. Iwona Szamrej-Foryś

Symbol efektu

Efekty kształcenia Symbol efektu specjalnościowego

WIEDZA

Wm01 Zna skład i budowę atmosfery oraz zjawiska przebiegające w atmosferze K_W01

K_W02

Wm02 Zna sposoby emisji i przemieszczania się zanieczyszczeń K_W01

Wm03 Zna problemy związane z zanieczyszczeniami i ochroną atmosfery

K_W01

K_W04

K_Wfma03

UMIEJĘTNOŚCI

Um01 Potrafi interpretować zjawiska w atmosferze K_U05

Um02 Posiada umiejętność krytycznej analizy informacji dotyczących zanieczyszczeń atmosfery

K_U05

K_Ufma03


Km01 ma świadomość konieczności ciągłego poszerzania zakresu swojej wiedzy K_K01

K_Kfma02

Forma i typy zajęć: 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”

71

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?

72


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia koordynacyjna

Nazwa w języku angielskim: Coordination chemistry







Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz

Symbol efektu


WIEDZA

CK_W01 Student zna podstawowe metody syntezy związków koordynacyjnych i rozumie ich ograniczenia.

K_W01, K_W02

CK_W02 Zna i rozumie pojęcia związane z naturą wiązań chemicznych w związkach koordynacyjnych.

K_W01, K_W02

CK_W03 Zna i rozumie aspekty molekularnej i elektronowe struktury związków koordynacyjnych.

K_W01, K_W02

CK_W04 Zna i rozumie podstawowe zależności wiążące właściwości chemiczne oraz fizykochemiczne związków koordynacyjnych z ich strukturą.

K_W01, K_W02

CK_W05 Zna podstawowe zastosowania związków koordynacyjnych wynikające z ich właściwości chemicznych i/lub fizykochemicznych.

K_W01, K_W02

UMIEJĘTNOŚCI

CK_U01 Potrafi wykonać podstawowe metody syntezy związków koordynacyjnych oraz dokonać identyfikacji i charakteryzacji produktów przeprowadzonych syntez.

K_U01, K_U02

CK_U02 Potrafi zastosować wyniki badań fizykochemicznych w charakteryzacji oraz analizie strukturalnej związków koordynacyjnych.

K_U01, K_U02

CK_U03 Potrafi przeanalizować strukturę molekularną związków koordynacyjnych pod kątem występowania izomerów geometrycznych i konstytucyjnych z uwzględnieniem ich ewentualnej chiralności.

K_U01, K_U02 K_U07, K_U10

CK_U04 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowania wiążące podstawowe właściwości chemiczne i fizykochemiczne związków koordynacyjnych z ich strukturą molekularną i/lub elektronową.

K_U07, K_U10 K_U18, K_U19

CK_U05 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące termodynamiczną i kinetyczną trwałość związków koordynacyjnych z ich strukturą molekularną i/lub elektronową.

K_U07, K_U10 K_U18, K_U19


CK_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. K_K01, K_K02

CK_K02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii koordynacyjnej.

K_K05, K_K07


73


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. Procesy przeniesienia elektronu zachodzące z udziałem związków kompleksowych.

4. Właściwości spektroskopowe związków kompleksowych. Procesy fotochemiczne zachodzące z udziałem stanów wzbudzonych związków kompleksowych.

5. Zastosowania związków kompleksowych wynikające z ich właściwości magnetycznych, elektrochemicznych i/lub spektroskopowych.

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,


74

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 2,0 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0





15 godz.


15 godz.



Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów działowych związanych z treściami wykładowymi

15 godz.

Przygotowanie się do egzaminu końcowego i egzamin 15 godz.



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.

75

Ligandy X = N(CH3)3 oraz Y = (CH3)2NCH2CH2N(CH3)2 tworzą z dwuwartościowymi jonami metali przejściowych kompleksy o ogólnych wzorach MX6

2+ oraz MY3

2+. Uzasadnić większą trwałość kompleksu MY3

2+.

Korzystając z tzw. reguły 18 elektronów uzasadnić trwałość związków (C5H5)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). Biorąc pod uwagę że dla jonu kompleksowego Cr(en)3

2+ wartość momentu magnetycznego effwynosi 4.75

Bpodać do jakie klasy kompleksów (nisko-spinowe lub wysoko-spinowe) należy w/w. jon. Dla jonu kompleksowego V(NH3)6

2+ 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. a) CrF6 oraz Cr(NH3)6

3+ b) Fe(CN)6 oraz Fe(CN)6

b) MnF6 oraz ReF6 d) Ni(H2O)62+

oraz Ni(en)62+

Podać dla którego z następujących jonów kompleksowych można oczekiwać występowania efektu Jahna-Tellera a) Cr(CN)6

3 b CoF6

3 c) Cu(NH3)6

2+ d) Mn(H2O)6

2+

W oktaedrycznychniskospinowych kompleksach, bezbarwnym Cr(CO)6 oraz intensywnie czerwonym Mn(CO)5Cl, centralny atom metalu ma konfigurację elektronową typu d

6. 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.

W widmie absorbcyjnym jonu Ti(H2O)63+

obserwuje się pasmo przy 510 nm. Podać jakiemu kolorowi światła odpowiada ta wartość oraz jaki jest obserwowany kolor roztworu. Jon kompleksowy Ru(bpy)3

2+ 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. Proces elektrodowej redukcji jonu Co(H2O)6

3+ zachodzi w dwóch etapach zgodnie z równaniami Co(H2O)6

3+ +

e Co(H2O)62+

oraz Co(H2O)62+

+ 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(NH3)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

76

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 oraz

31P 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(H2O)6Cl2 z 1,2-etylenodiaminą (en) prowadzonej w obecności H2O2 można otrzymać następujące produkty [Co(en)(H2O)2Cl2]

+, [Co(en)2(H2O)Cl]

2+ oraz Co(en)3

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: (a) Fe(acac)3, (b) Fe(bipy)(acac)2

+, (c) Fe(bipy)2(acac)

2+ oraz (d) Fe(bipy)3

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 ML5X + Y

ML5Y + X oraz zaproponować eksperymentalny sposób rozróżnienia obu mechanizmów. Uzasadnić obserwowane eksperymentalnie (np. w reakcjach wymiany ligandów) różnice w kinetycznej inertnościoktaedrycznych kompleksów jonów Cr

3+ oraz Cr

2+.

CK_U05: Student potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące termodynamiczną ikinetyczną trwałość związków koordynacyjnych z ich strukturą molekularną i/lub elektronową.

Badając reakcję wymiany cząsteczek wody na jon Cl stwierdzono, że szybkość reakcji Ni(H2O)62+

+ Cl

Ni(H2O)5Cl+ + H2O nie zależy od stężenia jonów Cl podczas gdy dla reakcji Cu(H2O)6

2+ + 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 ML5X + Y

ML5Y + X oraz zaproponować eksperymentalny sposób rozróżnienia obu mechanizmów.

Badając reakcję wymiany cząsteczek wody na jon Cl stwierdzono, że szybkość reakcji Ni(H2O)62+

+ Cl

Ni(H2O)5Cl+ + H2O nie zależy od stężenia jonów Cl podczas gdy dla reakcji Cu(H2O)6

2+ + Cl Cu(H2O)5Cl

+ +

H2O obserwuje się linową zależność szybkości wymiany ligandu od stężenia jonów Cl . Podać i uzasadnić przyczynę obserwowanej różnicy.

Kompetencje społeczne: CK_K01: Student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

Podać oczekiwaną liczbę linii rezonansowych w widmie EPR anionu IrCl6 , 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.

77


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Wykład I: Promieniowanie jonizujące w nauce i technice

Nazwa w języku angielskim: Lecture I:Ionising irradiation in research and technology.



Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej, Zakład Chemii Radiacyjnej




Semestr: pierwszy


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: prof. dr hab. Krzysztof Wojciechowski



(wiedza, umiejętności,

kompetencje społeczne) Wk01

Zna rodzaje promieniowania i jego cechy

fizyczne.

CH2A_W02,

CH2A_W04

78

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

CH2A_W07

CH2A_Wfma04

Uk01 Potrafi ocenić efekty oddziaływań otoczenia z

promieniowaniem wyskoenergetycznym CH2A_U05

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_K07

Forma i typy zajęć: wykład (15 godzin)

Wymagania wstępne i dodatkowe: 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

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

79

układów gaz szlachetny-domieszka molekularna, WSRP, Siedlce

1984.

Literatura uzupełniająca:

1. W. Barszczewska, Procesy wychwytu elektronów w układach

zawierających halogenopochodne węglowodorów, AP, Siedlce 2007.

Planowane formy/działania/metody dydaktyczne: Wykład problemowy z wykorzystaniem środków

audiowizualnych.

Sposoby weryfikacji określonych

efektów kształcenia osiaganych przez

studenta:

Efekty Wk01 - Wk04, Uk01, Uk02 oraz Kk01 i Kk02 sprawdzane będą

na kolokwium końcowym

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.

Bilans punktów ECTS: 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”

Przykładowe pytania i zadania sprawdzające zakładane efekty kształcenia (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

80

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.

81


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Fotochemia i chemia radiacyjna

Nazwa w języku angielskim: Photochemistry and radiation chemistry




Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny): Specjalność -

FIZYKOCHEMICZNE METODY ANALITYCZNE



Semestr: Semestr drugi


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: dr hab. Krzysztof Wojciechowski

Symbol efektu


WIEDZA

W_01 Student zna i rozumie podstawowe pojęcia i prawa fotochemii i chemii radiacyjnej.

K_W01, K_W02

W_02 Zna i rozumie mechanizmy różnych rodzajów fluorescencji. K_W01, K_W02

W_03 Zna różne rodzaje metod i technik badawczych w fotochemii i chemii radiacyjnej.

K_W04, K_W06

W_04 Zna mechanizmy radiolizy wody i roztworów wodnych oraz fizykochemiczne własności elektronów suchych, solwatowanych i rodników OH.

K_W06, K_W07

W_05 Zna podstawy i zastosowania kinetyki dyspersyjnej. K_W06

UMIEJĘTNOŚCI

U_01 Potrafi prowadzić badania kinetyczne metodą radiolizy impulsowej w układach gazowych.

K_U01, K_U02

U_02 Potrafi korzystać z bazy danych kinetycznych NIST. K_U04

U_03 Potrafi analizować dane kinetyczne z radiolizy impulsowej z zastosowaniem programu optymalizującego SIMPLEX

K_U10, K_U14, K_U15

U_04 Potrafi wykorzystać programy graficznych np..ORIGIN do analizy kinetycznej wyników badań w radiolizie impulsowej.

K_U10, K_U14, K_U15

U_05 Potrafi analizować mechanizmy reakcji w radiolizie i fotolizie układów gazowych metodą reakcji następczych i stanu stacjonarnego.

K_U15


K_01 Zna ograniczenia własnej wiedzy chemicznej i rozumie potrzebę dalszego jej poszerzania.

K_K01, K_K07

K_02 Rozwija dociekliwość i precyzję podczas pracy doświadczalnej i teoretycznej. K_K01, K_K02, K_K03

Forma i typy zajęć: Wykład (45 godz.), laboratorium (45 godz.)


Znajomość chemii na poziomie licencjatu


82

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.

83


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.



Udział w ćwiczeniach 45 godz.

Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 10 godz.

Samodzielna praca z bazą danych NIST 10 godz.

Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych 30 godz.





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 w układzie SI

i tradycyjne. Co to jest wydajność radiacyjna i w jakich jednostkach jest wyrażona? Metody wyznaczania dawki pochłoniętej w chemii radiacyjnej - dozymetria.

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 przyrządów

tj. monochromator, fotopowielacz, oscyloskop, spektrofotometr.

84

Wymień podstawowe źródła izotopowe i ich charakterystykę (rodzaj emitowanego promieniowania, t1/2, 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 O2-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]).

KOMPETENCJE SPOŁECZNE 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.

85


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Chemia Wolnych Rodników

Nazwa w języku angielskim: Chemistry of Free Radicals






Rok studiów: Pierwszy/drugi

Semestr: drugi/trzeci

Liczba punktów ECTS: 3+5

Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Bronisław K. Głód

Symbol efektu


WIEDZA

ChWR_W01 Student zna podstawowe pojęcia dotyczące wolnych rodników oraz ich roli w środowisku i organizmach żywych.

K_W01, K_W02

ChWR_W02 Zna i rozumie wpływ wolnych rodników na funkcjonowanie organizmów żywych oraz procesy ich stężenia.

K_W05

ChWR_W03 Zna i rozumie strukturę reaktywnych form tlenu, ich właściwości fizykochemiczne i metody ich wytwarzania.

K_W04, K_W05

ChWR_W04 Zna i rozumie mechanizm oddziaływania rodników z składnikami komórki oraz istotę sprzężenia/rozprzężenia mitochondrialnego układu oksydacyjno-fosforacyjnego.

K_W01, K_W02

ChWR_W05 Zna znaczenie wolnych rodników i antyoksydantów w hipermetaboliźmie, chorobach neurodegeneracyjnych i ochronie środowiska.

K_W01, K_W02

UMIEJĘTNOŚCI

ChWR_U01 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące właściwości wolnych rodników z ich budową.

K_U03 K_U04 K_U05 K_U06

K_U07

ChWR_U02 Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić poprawne rozumowanie wiążące właściwości antyoksydantów i zmiataczy wolnych rodników z ich budową.

K_U03 K_U04 K_U05 K_U06

K_U07

ChWR_U03 Potrafi przeanalizować wpływ wolnych rodników i/lub antyoksydantów na komórki biologiczne i organizmy żywe.

K_U12, K_U13, K_U15

ChWR_U04 Potrafi przeanalizować wpływ wolnych rodników i/lub antyoksydantów na środowisko.

K_U07 K_U10 K_U18 K_U19

ChWR_U05 Potrafi wytworzyć wolne rodniki w warunkach laboratoryjnych oraz zanalizować antyoksydanty.

K_U14 K_U18 K_U19


ChWR_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. K_K01, K_K02

ChWR_K02 Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień współczesnej chemii wolnych rodników.

K_K06, K_K07



86

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. G. Bartosz (2006); Druga twarz tlenu, wolne rodniki w przyrodzie. Warszawa 2006. 2. L. Pauling, P. Pauling, Chemia, WNT, Warszawa 1997. 3. J.M. Berg, L. Stryer, J.L. Tymoczko, Biochemia, PWN, W-wa 2011. 4. 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.

87





45 godz.


25 godz.




Punkty ECTS za przedmiot 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 O2/O2-●

, wiedząc że standardowe potencjały układów O2-

●/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.

88

2. Proszę wyjaśnić która grupa związków, i dlaczego, charakteryzuje się silniejszymi właściwościami antyoksydacyjnymi: a. pochodne flawonu czy b. pochodne flawanu.

3. 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. KOMPETENCJE SPOŁECZNE ChWR_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

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?

89


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Mechanizm i kinetyka procesów przenoszenia

reaktywności w fazie gazowej (Wykład 2).

Nazwa w języku angielskim: Mechanism and kinetics of energy transfer processes in the gas phase.




Rodzaj przedmiotu/modułu kształcenia (obowiązkowy/fakultatywny): (FIZYKOCHEMICZNE PODSTAWY METOD

ANALITYCZNYCH



Semestr: drugi


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: dr hab. Krzysztof Wojciechowski

Symbol efektu


WIEDZA

W_01 Student zna podstawowe pojęcia chemii radiacyjnej oraz budowę i zasadę działania układu do badań radiacyjnych w fazie gazowej.

K_W01, K_W06, K_W07,

W_02 Zna mechanizm i kinetyka procesów przenoszenia energii w czystych gazach szlachetnych.

K_W04, K_W06,

W_03 Zna mechanizm i kinetykę procesów przenoszenia reaktywności w radiolizie układów gaz szlachetny- cząsteczki.

K_W06,

W_03 Zna mechanizmy i kinetykę tworzenia ozonu w radiolizie tlenu i układów O2 - cząsteczka.

K_W06,

UMIEJĘTNOŚCI

U_01 Umie wykorzystać układ pomiarowy radiolizy impulsowej do wyznaczania wydajności radiacyjnej i kinetyki reakcji w fazie gazowe,

K_U01, K_U02, K_U013

U_02 Potrafi korzystać z bazy danych kinetycznych NIST dla reakcji w fazie gazowej.

K_U04, K_U05


K_01 Rozumie procesy chemiczne zachodzące w atmosferze z udziałem ozonu i rodników.

K_K01, K_K02,

K_02 Rozumie praktyczne znaczenia badań nad przenoszeniem reaktywności w układach gazowych

K_K01, K_K02, K_K07

Forma i typy zajęć: Wykład (15 godz.)


Znajomość podstawowych pojęć fizykochemicznych.


90

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.


91

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.





Samodzielna praca z bazą danych kinetycznych NIST 10 godz.

Przygotowanie się do kolokwium zaliczeniowego. 20 godz.



93


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Metodologia badań naukowych

Nazwa w języku angielskim: Research methodology



Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej




Semestr: drugi


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Barbara Pezler

Symbol efektu


WIEDZA

W01 Zna kryteria jakim podlegają badania naukowe K_W10, K_W12

W02 Wie, jak korzystać z literatrury fachowej i informacji naukowej K_W14

W03 Rozumie sformułowania problemów w różnych etapach badań K_W15

UMIEJĘTNOŚCI

U01 Umie dokonać analizy błędów pomiarowych w konkretnym przypadku K_U03, K_U13, K_U15

U02 Potrafi sformułować problem badawczy K_U02, K_U05, K_U18,

K_U19

U03 Potafi zaprojektować eksperyment potwierdzający lub obalający hipotezę roboczą K_U02

U04 Posiada umiejętność opisu wyników własnych badań w postaci pracy dyplomowej K_U15, K_U15


K01

Potrafi precyzyjnie formułować pytania służące pogłębieniu własnego zrozumienia danego tematu lub odnalezieniu brakujących elementów rozumowania K_K02

K02 Rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób; postępuje etycznie K_K04

K03 Potrafi formułować własne opinie dotyczące podstawowych zagadnień chemicznych K_K07

Forma i typy zajęć: wykłady (15 godz.)


Zaliczenie kursów: Matematyka, Fizyka, Chemia kwantowa, Chemia fizyczna realizowanych zgodnie ze standardami


94

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.



udział w wykładach 15 godz.

przygotowanie pracy zaliczeniowej 10 godz.

sumaryczne obciążenie pracą studenta 25 godz.


95

Załącznik do Sylabusa: Metodologia badań naukowych


WIEDZA Przykładowe pytania

W01

Student Zna kryteria jakim

podlegają badania naukowe

Zadania problemowe

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.

W02

Student Wie, jak korzystać z

literatury fachowej i

informacji naukowej

Zadania problemowe

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.

W03

Student Rozumie

sformułowania problemów

w różnych etapach badań

Zadania problemowe

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.

UMIEJĘTNOŚCI

U01

Student Umie dokonać

analizy błędów

pomiarowych w

konkretnym przypadku

Zadania problemowe

Przeprowadź analizę niepewności pomiarowych podczas oznaczania zawartości HCl w badanej próbce roztworu. Zaproponuj trzy różne metody wykonania oznaczenia.

U02

Student Potrafi sformułować

problem badawczy

Zadania problemowe “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.

U03

Student Potrafi

zaprojektować eksperyment

potwierdzający lub

obalający hipotezę roboczą

Zadania problemowe

U04

Student Posiada

umiejętność opisu wyników

własnych badań w postaci

pracy dyplomowej

Zadania problemowe

Napisz plan swojej pracy magisterskiej. Zaproponuj podział treści na rozdziały i podrozdziały. Przedstaw cel pracy i jego uzasadnienie. Opisz metodę realizacji celu.

96

KOMPETENCJE

SPOŁECZNE

K01

Student

Potrafi precyzyjnie

formułować pytania służące

pogłębieniu własnego

zrozumienia danego tematu

lub odnalezieniu

brakujących elementów

rozumowania

Zadania problemowe

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.

K02

Student

Rozumie i docenia

znaczenie uczciwości

intelektualnej w działaniach

własnych i innych osób;

postępuje etycznie

Zadania problemowe

Przedstaw „Przegląd literatury” na temat problemu sformułowanego w pracy magisterskiej. Tekst uzupełnij przypisami dolnymi lub końcowymi, podając niezbędne odnośniki literaturowe.

K03

Student

Potrafi formułować własne

opinie dotyczące

podstawowych zagadnień

chemicznych

Zadania problemowe

“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?

97


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Metody analityczne w oznaczaniu wolnych rodników i antyoksydantów (Wykład 3)

Nazwa w języku angielskim: Analytical methods for the determination of free radicals and antioxidants






Rok studiów: drugi

Semestr: trzeci


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Dr Iwona Kiersztyn

Symbol efektu

Efekty kształcenia Symbol efektu kierunkowego WIEDZA

WRA_W01 Student zna definicję wolnego rodnika i antyoksydanta. CH_W05

WRA_W02 Zna źródła wolnych rodników. CH_W05

WRA_W03 Zna sposoby oznaczania wolnych rodników. CH_W02, CH_W04

WRA_W04 Zna metody zapobiegania tworzeniu się wolnych rodników. CH_W02, CH_W04

WRA_W05 Zna zagrożenia jakie wynikają ze szkodliwego działania promieniowania UV oraz innych czynników wywołujących uszkodzenia komórek w organizmie człowieka.

CH_W02, CH_W04

WRA_W06 Zna metody oznaczania całkowitej zdolności antyoksydacyjnej. CH_W12

UMIEJĘTNOŚCI

WRA_U01 Potrafi opisać czynniki wywołujące reakcje wolnorodnikowe w organizmie ludzkim. CH_U02,

WRA_U02 Umie opisać reakcje wolnorodnikowe. CH_U03

WRA_U03 Umie opisać zasadę działania antyoksydantów, wskazać źródła ich pochodzenia. CH_U05, CH_U12,

WRA_U04 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 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. CH_K01,

WRA_K02 Potrafi pracować w zespole i rozumie znaczenie uczciwości intelektualnej i wkładu działań własnych i innych osób.

CH_K03

WRA_K03 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach obcych.

CH_K05, CH_K07

Forma i typy zajęć: wykład (30 godz.)


98

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.


Literatura podstawowa: 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.


Literatura dodatkowa: 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 WRA_01-WRA_06 oraz WRA_U01-WRA_U05 nastąpi podczas zaliczenia końcowego przedmiotu.


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:

Przedział punktacji 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





Przygotowanie się do zaliczenia końcowego 30 godz.



Załącznik do Sylabusa: Metody analityczne w oznaczaniu wolnych rodników i antyoksydantów (wykład 3)


99

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.

100


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia:

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią.

Chemia radiacyjna. (Wykład 4)

Nazwa w języku angielskim: Radiation chemistry. Electron capture processes (Lecture 4)






Rok studiów: drugi

Semestr: trzeci


Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: dr Janina Kopyra

Symbol efektu


WIEDZA

W01 Posiada poszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych dziedzin chemii. K_W01

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

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 Potrafi formułować własne opinie dotyczące podstawowych zagadnień

chemicznych.

K_K07

K_Kfma01

Forma i typy zajęć: Wykład (30 godz.)


Znajomość podstawowych pojęć fizyki i chemii kwantowej.

101


Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią. Efekty bezpośrednie i pośrednie.

Metody i aparatura badawcza: metoda obłoku elektronowego, metoda skrzyżowanych wiązek elektron-cząsteczka, 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 sum ie z obu kolokwiów uzyskanie minimum 10.2 punktów. Sposób uzyskania 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.




Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów 20 godz.


102

Sumaryczne obciążenia pracą studenta 65 godz.

Całkowita liczba punktów ECTS uzyskanych z przedmiotu 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.

103


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 prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz

Efekty kształcenia

CT_W01

Student zna i rozumie podstawowe pojęcia związane z wpływem rozpuszczalnika na termodynamikę i kinetykę reakcji chemicznych w roztworach

CH2A_W01 CH2A_W02 CH2A_W05 CH2A_W10

CT_W02

Zna i rozumie podstawowe pojęcia oraz teorie związane z oddziaływaniami rozpuszczalnika z substancją w nim rozpuszczoną.



CT_W03 Zna i rozumie podstawy fizyczne homogenicznych i heterogenicznych procesów przeniesienia ładunku


CH2A_Wfma01

CT-W04

Zna i rozumie podstawy fizyczne międzycząsteczkowych oraz wewnątrzcząsteczkowych procesów przeniesienia ładunku


CH2A_Wfma01

CT_W05 Zna i rozumie podstawy fizyczne procesów przeniesienia ładunku zachodzących z udziałem stanów wzbudzonych


CH2A_Wfma01

CT_U01

Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić wpływ rozpuszczalnika na termodynamikę i kinetykę reakcji chemicznych zachodzących w roztworach

CH2A_U05 CH2A_U10 CH2A_U18

CT_U02

Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawy fizyczne homogenicznych i heterogenicznych procesów przeniesienia ładunku


CT_U03

Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić podstawy fizyczne międzycząsteczkowych oraz wewnątrzcząsteczkowych procesów przeniesienia ładunku


104

CT_U04

Potrafi w sposób zrozumiały powiązać parametry termodynamiczne oraz kinetyczne procesów przeniesienia ładunku z własćiwościami fizycznymi oraz chemicznymi układów w których takie procesy zachodzą


CT_U05

Potrafi w sposób zrozumiały przedstawić metodykę badań procesów przeniesienia ładunku oraz możliwości ich praktycznego wykorzystania


CH2A_Ufma02

CT_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

CH2A_K01 CH2A_K02 CH2A_Kfma02

CT_K02

Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień związanych z badaniami oraz wykorzystaniem procesów przeniesienia ładunku

CH2A_K06 CH2A_K07

Forma i typy zajęć 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

Literatura podstawowa/dodatkowa

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

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.

105

Forma i sposób zaliczenia (wraz z kryteriami oceniania)

Warunki uzyskania zaliczenia przedmiotu: 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

106


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Wykład monograficzny: Promieniowanie i otoczenie

Nazwa w języku angielskim: Monographic Lecture : Irradiation and Enviroment

Język wykładowy:

język polski


Jednostka realizująca: Instytut Chemii, Katedra Chemii Fizycznej, Zakład Chemii Radiacyjnej


fakultatywny


drugiego stopnia

Rok studiów: drugi

Semestr: czwarty



prof.dr hab. Antoni Jówko




Wk01 Zna rodzaje promieniowania i jego cechy fizyczne.

CH2A_W02, CH2A_W04

CH2A_Wfma01

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.

CH2A_U05 CH2A_Ufma01

Kk01

ma świadomość konieczności ciągłego poszerzania zakresu swojej wiedzy w związku z rozwojem nauki

CH2A_K01 CH2A_Kfma02

Kk02

potrafi precyzyjne formułować pytania i stawiać problemy związane z zastosowaniem promieniowania

CH2A_K03

Forma i typy zajęć: wykład (15 godzin)

Wymagania wstępne i dodatkowe: opanowany materiał z wcześniej realizowanych przedmiotów: fizyka,

107

matematyka, chemia fizyczna I , podstawy fizykochemicznych metod analitycznych


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

Planowane formy/działania/metody dydaktyczne: Wykład problemowy z wykorzystaniem środków 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.

Bilans punktów ECTS: Punkty ECTS za przedmiot - 3. Obciążenie pracą studenta 30 godzin: wykład - 15, przygotowanie do testu zaliczającego - 15.

108

Przedmioty

magisterskie

109


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Pracownia magisterska I i II (laboratorium)

Nazwa w języku angielskim: Masters laboratory I and II






Rok studiów: Pierwszy i drugi

Semestr: drugi i trzeci

Liczba punktów ECTS: (3 + 13)

Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Promotorzy i opiekunowie z zakładów/katedr

Symbol efektu

Efekty kształcenia Symbol efektu kierunkowego WIEDZA

Wk01 posiada wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii K_W01

Wk02 potrafi określić typy związków chemicznych, przedstawić ich syntezę i określić

strukturę metodami spektroskopowymi i dyfrakcyjnymi K_W08

Wk03 zna podstawowe metody identyfikacji związków chemicznych, potrafi dokonać

wyboru odpowiedniej metody analizy do określonego typu związku K_W08

Wk04 zna zaawansowane techniki obliczeniowe stosowane do rozwiązywania

określonych problemów chemicznych

K_W04

K_W11

Wk05 zna specjalistyczne narzędzia informatyczne do oceny statystycznej wyników

eksperymentu, obliczeń i przygotowania prezentacji

K_W10

K_W13

Wk06 zna nowoczesne metody syntezy i techniki pomiarowe K_W04

K_W06

UMIEJĘTNOŚCI

Uk01 potrafi przedstawić odpowiedni mechanizm syntezy określonych związków

chemicznych

K_U18

K_U19

Uk02 umie wybrać metodę i aparaturę do wykonania konkretnej analizy chemicznej K_U06

K_U08

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 potrafi wyszukiwać niezbędne informacje w literaturze naukowej, bazach danych i

innych źródłach, także w języku angielskim K_U04

Uk06 uczy się samodzielnie wybranych zagadnień i określa kierunki dalszego

kształcenia K_U17


Kk01 zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie K_K01

Kk02 jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo pracy własnej i innych K_K03

110

Kk03 potrafi pracować w zespole przyjmując w nim różne role K_K03

Forma i typy zajęć: 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



Praca w laboratorium 30 + 180 godz

Konsultacje indywidualne 20 godz.

Opracowywanie wyników badań, analiza błędów, bieżące studia literaturowe

180 godz.

Przygotowanie się do egzaminu magisterskiego 40 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 450


111


Nazwa przedmiotu/modułu kształcenia: Seminarium magisterskie I, II, III

Nazwa w języku angielskim: Masters seminar I, II, III






Rok studiów: Pierwszy/Drugi

Semestr: Drugi, trzeci, czwarty

Liczba punktów ECTS: 9 (3 + 3 + 3)

Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu: Promotorzy

Symbol efektu


WIEDZA

Wk01 posiada ugruntowaną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii K_W01

Wk02 korzysta z fachowej literatury, baz danych, źródeł elektronicznych w języku

polskim i angielskim

K_W09

K_W14, K_W16

Wk03 zna zaawansowane techniki obliczeniowe stosowane do rozwiązywania

określonych problemów chemicznych

K_W04

K_W11

Wk04 zna specjalistyczne narzędzia informatyczne do oceny statystycznej wyników

eksperymentu, obliczeń i przygotowania prezentacji

K_W10

K_W13

Wk05 prawidłowo formułuje problemy na różnych etapach badawczych, samodzielnie

planuje i przeprowadza prace badawcze

K_W12

K_W15

UMIEJĘTNOŚCI

Uk01 umie zaplanować badania teoretyczne, wybrać i scharakteryzować metodę i

aparaturę do wykonania konkretnej analizy chemicznej K_U02

Uk02

potrafi opracować wyniki badań, dokonać krytycznej analizy i wskazać błędy

pomiarowe oraz przedstawić je w formie ustnej prezentacji, posteru oraz pisemnej

pracy magisterskiej

K_U05

K_U16

K_U19

Uk03 potrafi wyszukiwać niezbędne informacje w literaturze naukowej, bazach danych i

innych źródłach K_U04

Uk04 uczy się samodzielnie wybranych zagadnień i określa kierunki dalszego

kształcenia K_U17


Kk01 zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie K_K01

Kk02 potrafi pracować w zespole przyjmując w nim różne role K_K03

Kk03 Ma świadomość uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych, K_K04

Forma i typy zajęć: Zajęcia seminaryjne


Rozszerzona znajomość syntezy związków chemicznych, metod obliczeniowych, metod analizy spektroskopowej i analitycznej. Znajomość programów komputerowych do edycji, opracowania wyników oraz ich prezentacji.

112


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.


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.



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.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 225 godzin


Opracowywanie wyników i pisanie pracy magisterskiej 500 godz.

Konsultacje indywidualne i przygotowanie autoreferatu 24 godz.

Przygotowanie się do egzaminu magisterskiego 100 godz.

113

Egzamin magisterski 1 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 625 godzin

Blok magisterski 25 ECTS

114

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.

I. Wymogi merytoryczne

1. Temat i treść pracy magisterskiej powinny być zgodne z kierunkiem studiów ale mogą mieć także charakter

interdyscyplinarny.

2. 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.

3. Praca powinna zawierać:

określenie i uzasadnienie wyboru problematyki,

charakterystykę zastosowanych metod badawczych i narzędzi analitycznych,

sformułowanie wniosków na podstawie przeprowadzonej analizy.

4. 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).

115

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. Format arkusza papieru: A4

2. Czcionka: Times New Roman.

3. Wielkość czcionki podstawowej: 12 pkt. a nazwy rozdziałów czcionką nie większą niż 14 pkt.

4. Odstęp między wierszami: 1,5 wiersza

5. 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.

116

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

117

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

118

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)


119

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 Nef

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.

120


CHEMIA FIZYCZNA

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. Ciśnienie osmotyczne i osmoza. 18. Rodzaje elektrod. 19. Elektroliza. Prawa elektrolizy. 20. Procesy elektrodowe zachodzące podczas elektrolizy roztworów wodnych i stopionych soli. 21. Równanie Nernsta. 22. Teoria elektrolitów mocnych Debye'a – Huckela. Prawo siły jonowej. Graniczne prawo Debye'a. 23. Przewodnictwo elektrolitów. Przewodnictwo właściwe i równoważnikowe elektrolitów słabych i mocnych. 24. Przewodnictwo jonowe, prawo niezależnej wędrówki jonów Kohlrauscha. Liczby przenoszenia Hittorfa.

Współczynnik aktywności. 25. Podstawowe wiadomości o równowagach. Warunki równowagi. Stałe równowagi. 26. Szybkość reakcji, postęp reakcji, stała szybkości reakcji. 27. Rząd reakcji a cząsteczkowość - przykłady. 28. Równanie kinetyczne reakcji 0 i I rzędu i czasy połowicznego zajścia reakcji. 29. Równanie kinetyczne reakcji II i III rzędu i czasy połowicznego zajścia reakcji. 30. Metody wyznaczania rzędów reakcji. 31. . Reakcje odwracalne i ich kinetyka. 32. . Reakcje następcze i ich kinetyka. 33. Reakcje równoległe i ich kinetyka. 34. Reakcje łańcuchowe i ich kinetyka. 35. . Zależność szybkość reakcji chemicznych od temperatury. 36. .Teoria zderzeń aktywnych. 37. Teoria kompleksu aktywnego. 38. .Teoria stanu przejściowego. 39. Teoria kinetyczno - molekularna gazów. Rozkład Maxwella - Boltzmana. Średnia energia kinetyczna

cząsteczki. Współczynnik Boltzmana. 40. Kataliza homogeniczna. 41. Kataliza heterogeniczna. 42. Adsorpcja fizyczna i chemiczna. Izoterma Langmuira Izoterma adsorpcji fizycznej Brunnauera-Emmeta-

Tellera (BET). 43. Kinetyka reakcji heterogenicznych. 44. Koloidy i ich właściwości mechaniczne, optyczne, elektryczne. 45. Właściwości charakterystyczne koloidów liofobowych i liofilowych. 46. Stany wzbudzone atomów i cząsteczek. 47. Krzywa Morse'a dla stanu podstawowego i wzbudzonego. 48. Reguła Francka – Condona. 49. Procesy towarzyszące powrotowi cząsteczek do stanu podstawowego. 50. Jonizacja cząsteczki. Potencjał jonizacji.

121


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-Emmeta-

Tellera (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.

122


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, ML2, ML3 itd.? Jak

powiązane są ze sobą te stałe? 6. Wyjaśnij, dlaczego heksaakwa kompleks niklu(II), [Ni(H2O)6]

2+ jest zielony, podczas gdy heksaamina

kompleks tego samego jonu metalu, [Ni(NH3)6]2+

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. 12. Jony żelaza(II) tworzą oktaedryczne kompleksy: [Fe(H2O)6]

2+ i [Fe(CN)6]

4-. 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. 14. Wiedząc, że jon CN

- jest silnym ligandem, a Cl

- słabym ligandem wytłumacz, dlaczego jon [Ni(CN)4]

2- ma

budowę kwadratową, podczas gdy [NiCl4]2-

- tetraedryczną. 15. Jony metali przejściowych, o jakich konfiguracjach elektronowych d

n mogą tworzyć zarówno wysoko jak i

niskospinowe kompleksy oktaedryczne. Odpowiedź uzasadnij. 16. Widmo absorpcyjne kompleksu [Cu(H2O)6]

2+ zawiera jedno pasmo d-d, natomiast [Cr(H2O)6]

3+ trzy pasma

odpowiadające przejściom d-d. Podaj interpretację tych danych opierając się na Teorii Pola Krystalicznego (TPK).

17. Wykorzystując formalizm elektronowo-dziurowy i regułę dn≡d

5+n narysuj rozszczepienie termu podstawowego

dla konfiguracji d2, d

7 i d

8 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 . 20. Na podstawie Teorii Pola Krystalicznego wyjaśnij, dlaczego kompleksy o takim samym składzie: [NiCl4]

2- i

[PtCl4]2-

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

cząsteczkach: O2, 2

2O , CO, HCl.

24. Omów właściwości spektroskopowe pierwiastków przejściowych. 25. Wyjaśnij, na czym polega efekt Jahna-Tellera? Podaj przykłady związków kompleksowych, w przypadku

których efekt ten występuje. 26. Na czym polega sprzężenie spinowo-orbitalne? Omów wpływ sprzężenia na interpretację właściwości

spektroskopowych związków kompleksowych. 27. Opisz przebieg zmian promieni atomowych w okresach i w grupach układu okresowego. 28. 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. 29. Podaj wszystkie liczby kwantowe dla elektronów walencyjnych atomu węgla w stanie podstawowym. Jaki jest

sens fizyczny poszczególnych liczb kwantowych? 30. Jaka jest różnica między pojęciami: pierwiastek przejściowy i pierwiastek d-elektronowy? Scharakteryzuj

właściwości miedziowców na tle cynkowców. 31. Podaj definicję pierwiastka przejściowego. Zestaw niektóre ważne właściwości pierwiastków przejściowych. 32. Scharakteryzuj pierwiastki przejściowe pierwszego, drugiego i trzeciego szeregu uwzględniając: promienie

atomowe i jonowe, stopnie utlenienia, właściwości magnetyczne, stereochemię. 33. Scharakteryzuj podobieństwa i różnice między metalami grup głównych i przejściowych. 34. Wyjaśnij różnice pomiędzy powinowactwem elektronowym a elektroujemnością. 35. Jak na ogół zmienia się charakter kwasowo-zasadowy tlenków w okresie oraz grupie układu okresowego? 36. Jak zmienia się reaktywność i charakter produktów reakcji litowców z tlenem, gdy przechodzi się od Li do Cs? 37. Czy kationy berylowców tworzą kompleksy? Które kationy wykazują największą tendencję do tworzenia

kompleksów i jakie są najlepsze czynniki kompleksujące?

123

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.

124


CHEMIA ORGANICZNA

1. Przedstawić i wyjaśnić przebieg rutynowej analizy związków organicznych wykonywanej metodą klasyczną bez zastosowania metod spektroskopowych.

2. Stereoizomeria. Wyjaśnić pojęcia podając odpowiednie przykłady: enancjomery, konfiguracja absolutna, diastereoizomery, mieszanina racemiczna, odmiana mezo, nadmiar enancjomeryczny, skręcalność właściwa.

3. Analiza konformacyjna pochodnych cykloheksanu i dekaliny. 4. Omówić reaktywnośc alkenów w stosunku do czynników elektrofilowych, utleniających i rodnikowych (na

przykładach). 5. Substytucja elektrofilowa w układach aromatycznych. Wpływ kierujący podstawników w pierścieniu

aromatycznym na substytucję elektrofilową (wyjaśnić na przykładach). 6. Karbokationy – powstawanie, struktura, trwałość, przegrupowania, reaktywność. 7. Karboaniony i karbeny – metody wytwarzania, struktura, trwałość, reaktywność. 8. Podać sposoby wprowadzania nukleofila do pierścienia aromatycznego. 9. Porównać mechanizmy i stereochemię znanych Ci reakcji eliminacji (na odpowiednich przykładach). 10. Reakcja SN1 (mechanizm i stereochemia, warunki sprzyjające przebiegowi procesu, procesy konkurujące). 11. Reakcja SN2 (mechanizm i stereochemia, warunki sprzyjające przebiegowi procesu, procesy konkurujące). 12. Zastosowanie związków Grignarda w syntezie organicznej. 13. Mechanizmy typu kondensacji aldolowej. Jak reagują aldehydy nie posiadające atomów wodoru w pozycji α ? 14. Mechanizm kondensacji typu Claisena. 15. Addycja nukleofilowa 1,4- versus 1,2-. Addycja Michaela. 16. Zastosowanie malonianu dietylowego i acetylooctanu etylu w syntezie organicznej. 17. Pochodne kwasów karboksylowych: reaktywność i ich wykorzystanie w syntezie. 18. Metody otrzymywania amin alifatycznych i aromatycznych. 19. Porównać metody otrzymywania i reaktywność alkoholi i fenoli. 20. Zastosowanie soli diazoniowych w syntezie organicznej. 21. Reakcje cykloaddycji [4+2]: mechanizm, stereochemia, dieny i dienofile. 22. Porównać zasadowość amin alifatycznych, amin aromatycznych, pirolu i pirydyny. 23. Właściwości aromatyczne i reaktywność pirolu furanu, tiofenu i pirydyny 24. Wyjaśnij następujące pojęcia i podaj przykłady: anomery, epimer, forma furanozowa i piranozowa cukrów,

mutarotacja, glikozydy, cukry redukujące. 25. Omówić główne typy reakcji cukrów prostych. 26. Grupy ochronne w syntezie organicznej. 27. Struktura kwasów nukleinowych. Wyjaśnić pojęcia: RNA, DNA, kodon, pary zasad, podwójna helisa,

deoksyryboza, replikacja. 28. Analiza retrosyntetyczna: ukryta polaryzacja cząsteczki, przekształcenia grup funkcyjnych, strategia i planowanie

syntezy. 29. Rodzaje dyskonekcji i typy syntonów. 30. Przedstaw metody syntezy związków 1,3-difunkcyjnych. 31. Trwałość kompleksów i ich reaktywność w reakcjach sprzęgania. 32. Omów rodzaje reakcji sprzęgania w zależności od użytych reagentów – jako nowoczesne metody syntezy w

chemii metaloorganicznej. 33. Znaczenie związków metaloorganicznych w syntezie wiązań C-C. 34. Przedstaw mechanizm reakcji sprzęgania katalizowanych kompleksami metali przejściowych. 35. Omów wpływ podstawników na położenie pasma absorpcji w IR grupy C=O. 36. Czynniki wpływające na przesunięcie chemiczne w

1H NMR.

37. Omówić sprzężenia spinowo-spinowe w trójpodstawionej pochodnej benzenu. 38. Porównaj metodę jonizacji EI i ESI w spektrometrii mas. 39. Zaproponuj fragmentację estru kwasu karboksylowego. 40. Porównaj spektroskopię NMR dwóch wybranych heterojąder. 41. Omów wpływ obecności wiązania wodorowego na widma IR i NMR. 42. W jaki sposób otrzymuje się widma Ramana. 43. Podaj metody otrzymywania związków optycznie czynnych. 44. Określ sekwencję aminokwasów w dowolnym peptydzie metodą degradacji Edmana. 45. Omów zastosowanie grup ochronnych w syntezie organicznej. 46. Podaj i scharakteryzuj główne typy związków z obszaru chemii supramolekularnej. 47. Synteza peptydów na fazie stałej. Wady i zalety. 48. Zastosowanie spektroskopii

13C NMR do wyznaczania struktury związków organicznych.

49. Wolne rodniki – powstawanie, struktura i reaktywność. 50. Reakcja Wittiga – zastosowanie i mechanizm.

chemia studia ii stopnia - ich.uph.edu.pl y specjalnościowe: chemia organiczna i stosowana 30 1.3....

Documents