Prof. nadzw. dr hab. Andrzej Misiołek

WYKŁAD PIERWSZY

1.

Formy dydaktyczne i zasady zaliczenia przedmiotu Chemia.

2.

Literatura:

Literatura podstawowa:

1.

Przemysław Masztalerz: Elementarna chemia nieorganiczna,
Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław, 1997

2.

Przemysław Masztalerz: Elementarna chemia organiczna,
Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław, 1998

3.

Loretta Jones, Peter Atkins: Chemia ogólna, Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 2004

4.

Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo

Naukowe PWN, Warszawa 2002

5.

Zenon Sarbak: Chemia nieorganiczna dla studiów licencjackich,

Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 2009

Literatura zalecana:

1.

P.A. Cox: Chemia nieorganiczna-krótkie wykłady, Wydawnictwo

Naukowe PWN, Warszawa 2006

2.

Graham Patrick: Chemia organiczna-krótkie wykłady, Wydawnictwo

Naukowe PWN, Warszawa 2002

3.

A.G. Whittaker, A.R. Mount, M.R. Heal: Chemia fizyczna-krótkie

wykłady, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006

4.

D. Kealey, P.J. Haines: Chemia analityczna-krótkie wykłady,

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009

5.

John McMurry: Chemia organiczna, Wydawnictwo PWN, Warszawa

2000

6.

Peter William Atkins: Chemia fizyczna, Wydawnictwo PWN,

Warszawa 2001

7.

W. Bekas, B. Just-Grochowska, A. Jóźwiak-Kot, B. Kot, Z. Kruszewski:

Zadania z chemii, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2000

8.

Wojciech Mniszek: Chemia ogólna Skrypt Nr 1, WSZOP, Katowice

2003

3.

Czym jest chemia? Jakie jest jej miejsce wśród nauk?

4.

Podstawowe pojęcia, wielkości, definicje i prawa chemiczne.

Materia, substancje, substancje proste, metale i niemetale,
substancje złożone, substancje czyste, mieszaniny, mieszaniny
jednorodne, mieszaniny niejednorodne, mieszaniny koloidowe,
roztwory, stężenia roztworów. Zjawiska fizyczne i przemiany
chemiczne, właściwości fizyczne substancji i właściwości
chemiczne substancji. Nazwy pierwiastków ich symbole, nazwy
i wzory związków chemicznych, sumaryczne i strukturalne.
Równania reakcji chemicznych. Atomy, cząsteczki, molekuły,
cząstki elementarne. Jednostka masy atomowej, masa atomowa i
masa cząsteczkowa. Jednostki policzalne i niepoliczalne, mol,
masa molowa, liczba Avogadra. Stany skupienia materii,
przemiany fazowe. Stan gazowy, objętość molowa gazów,
równanie Clapeyrona, gazy rzeczywiste i gazy doskonałe, prawa
gazowe.

Najważniejsze różnice między mieszaniną a związkiem chemicznym

Mieszanina

Związek chemiczny

Można otrzymać przez mechaniczne

zmieszanie składników.

Można otrzymać tylko w wyniku

reakcji chemicznej.

Skład można zmienić przez dodanie

składnika lub jego częściowe

usunięcie.

Nie można zmienić składu.

Czasem można rozróżnić składniki

wzrokowo.

Nigdy nie można rozróżnić składników

wzrokowo.

Można rozdzielić na składniki

metodami fizycznymi (przez

segregację, dekantację, destylację,

krystalizację, chromatografię,

sedymentację).

Można rozdzielić na składniki tylko w

wyniku reakcji chemicznej.

Składniki zachowują swoje

indywidualne właściwości.

Składniki nie zachowują swoich

indywidualnych właściwości.

Koloidy (roztwory koloidalne) stanowią szczególny przypadek
roztworów. Są to układy rozproszone, w których rozmiary
cząstek fazy rozproszonej mieszczą się w orientacyjnych
granicach od 1 do 500 nm (1nm = 10

-9

m). Znane są koloidy

ciekłe, gazowe i stałe.

Model stopni rozdrobnienia materii

Klasyfikacja koloidów

Ośrodek

rozpraszający

Faza

rozproszona

Nazwa

Przykłady

gaz

gaz

-

-

gaz

ciecz

aerozole ciekłe mgła, lakier w sprayu

gaz

ciało stałe

aerozole stałe

dym

ciecz

gaz

piany

piany

ciecz

ciecz

emulsje

mleko, majonez,

kremy

ciecz

ciało stałe

zol lub żel

atrament, farba

malarska

ciało stałe

gaz

stałe pianki

pianka izolacyjna

ciało stałe

ciecz

stałe emulsje

bitumiczne

nawierzchnie dróg,

lody

ciało stałe

ciało stałe

stałe dyspersje

(zole stałe)

barwione szkła (np.

szkło rubinowe Au w
szkle), niektóre stopy

Proces przejścia koloidu w koagulat, zwany koagulacją, polega
na łączeniu się cząstek koloidalnych w wielkie agregaty
tworzące nieregularną sieć przenikającą cały układ.
Proces przejścia koagulatu w koloid jest nazywany peptyzacją.

koagulacja

→

Koloid

(np. zol)

koagulat

(np. żel)

←

peptyzacja

Efekt Tyndalla

Koloidy składają się z cząstek substancji rozproszonych innym
medium. Cząstki są zbyt małe, aby były widoczne pod
mikroskopem, lecz wystarczająco duże by rozpraszać światło.

Wybrane właściwości cząstek elementarnych

Cząstka

Symbol

Ładunek

Masa [u]

Masa [g]

Proton

p

+1

1,602 x 10

-19

C

1,0073

1,673 x 10

-24

Neutron

n

0

1,0087

1,675 x 10

-24

Elektron

e

-

-1

1,602 x 10

-19

C

0,00055

1/1840

9,109 x 10

-28

Atomowa jednostka masy: 1u = 1/6,02x10

23

= 1,66x10

-24

g ;

jest 602 miliardy bilionów (czyli 6,02x10

23

) razy mniejsza od grama

Masa atomu wodoru=1,008u= 0,000 000 000 000 000 000 000 001 66g

Mol definiuje się jako liczbę atomów zawartą w 12 gramach węgla
(izotopu-12 ;

12

C). Wynosi ona 6,02x10

23

atomów

12

C i nazywana jest

liczbą Avogadra.
Liczba Avogadra: 1 mol = 6,02x10

23

elementów

Odważając dokładnie 12 gramów węgla (izotopu-12 ;

12

C), otrzymujemy dokładnie 1

mol atomów węgla. Odpowiada to dokładnie liczbie Avogadra atomów.

Ułożenie atomów tego samego pierwiastka w trzech stanach skupienia

Termin faza oznacza fizyczną postać materii i odnosi się nie tylko do
trzech stanów skupienia, lecz również do różnych odmian tych stanów.

Przemianę jednej fazy w inną, np. topnienie lodu, parowanie wody czy
przekształcanie grafitu w diament, nazywa się przemianą fazową.

Prawo Avogadra: W równych objętościach różnych gazów, w tych

samych

warunkach

ciśnienia

i

temperatury

znajdują się jednakowe liczby cząsteczek.

Konsekwencją tego prawa jest stała objętość molowa gazów w
warunkach normalnych [T=273K (0ºC) ; p=1013hPa], która wynosi
22,4dm

3

.

Prawo Daltona: Ciśnienie całkowite mieszaniny gazów jest równe

sumie ciśnień cząstkowych składników mieszaniny.
p

c

= p

1

+ p

2

+ p

3

+ … lub

Równanie Clapeyrona: pV = nRT ; gdzie R = 8,31 J/mol•K = 83,1

hPa•dm

3

/mol•K

Prawo Boyle’a: Ciśnienie stałej ilości gazu w stałej temperaturze jest

odwrotnie proporcjonalne do objętości. (T=const)

P = const/V lub pV = const

Prawo Charlesa: Pod stałym ciśnieniem objętość stałej ilości gazu

zmienia się liniowo z temperaturą. (p=const)
V = const • T

Prawo Gay-Lussaca: W stałej objętości gazu ciśnienie zmienia się

liniowo z temperaturą. (V=const)

p = const • T