WYMAGANIA DO TESTU MAGISTERSKIEGO
CHEMIA NIEORGANICZNA I ANALITYCZNA
-
Układ okresowy pierwiastków. Podział na bloki s, p, d i f. Konfiguracje elektronowe pierwiastków z uwzględnieniem wyjątków: Cr, Cu, Mo, Pd, Ag, Pt. Au. Atomy, jony i cząsteczki izoelektronowe. Promienie kowalencyjne i jonowe – definicje, wyznaczanie i zmienność w układzie okresowym. Wpływ rozmiaru i ładunku jonów na właściwości kwasowo-zasadowe ich połączeń. Pojęcia: energii jonizacji, powinowactwa elektronowego, elektroujemności, potencjału standardowego i zmienność tych wielkości w układzie okresowym. Związek między elektroujemnością a charakterem wiązań. Ustalanie kształtu przestrzennego prostych kowalencyjnych cząsteczek i jonów cząsteczkowych (np. CO2, NH3, XeF4), z uwzględnieniem położenia niewiążących par elektronowych (VSEPR).
-
Właściwości wybranych pierwiastków i ich związków. Wodór. Warunki i możliwości reakcji H2 z innymi pierwiastkami. Wodorki metali i niemetali - podział na wodorki jonowe, kowalencyjne i metaliczne (przykłady połączeń każdej grupy). Wpływ wiązańwodorowych na właściwości NH3, H2O i HF. Zastosowanie reakcji spalania wodoru w tlenie w ogniwie paliwowym. Litowce, berylowce – reaktywność, reakcje z wodąi tlenem. Twardość wody i jej usuwanie. Zjawisko amfoteryczności na przykładzie Zn(OH)2 i Al(OH)3. Węgiel i krzem. Struktura najważniejszych odmian alotropowych węgla (grafitu, diamentu, fulerenu C60). Węglik CaC2 i jego reakcja z wodą. SiO2 i jego reakcja z zasadami. Rola wiązań C-C i Si-O-Si w tworzeniu związków węgla i krzemu. Azot. Magnetyczne właściwości cząsteczki N2. Otrzymywanie amoniaku i kwasu azotowego(V). Reakcje redoks roztwarzania metali w HNO3. Fosfor. Odmiany alotropowe fosforu i ich struktura. Tlenek fosforu P4O10 – struktura i reakcje z wodą. Tlen. Magnetyczne właściwości cząsteczki O2. Reakcje redoks z udziałem nadtlenku wodoru H2O2. Siarka. Odmiany alotropowe siarki i ich struktura. Oddziaływanie SO2, H2S z wodą. Otrzymywanie H2SO4. Fluorowce. Właściwości fizyczne i struktura form pierwiastkowych. Reakcje fluorowców i fluorowcowodorów z wodą. Pierwiastki bloku d i f. Przykłady połączeń na różnych stopniach utlenienia: Cr3+, CrO42-, Mn2+, MnO2, MnO4-, Fe2+, Fe3+, błękit pruski, Co2+, Co3+. Równania reakcji redoks z udziałem jonów metali przejściowych. Zależność położenia równowagi CrO42/Cr2O72- od pH roztworu. Typowe i nietypowe stopnie utlenienia lantanowców. Wpływ kontrakcji lantanowcowej na właściwości zasadowe wodorotlenków lantanowców.
-
Związki kompleksowe. Przykłady kompleksów o typowych liczbach koordynacyjnych: 2 (liniowych), 4 (tetraedrycznych i płaskich kwadratowych) i 6 (oktaedrycznych). Etylenodiamina i EDTA jako ligandy wielokleszczowe (chelatujące). Schemat rozszczepienia orbitali d jonu centralnego w oktaedrycznym polu ligandów. Pojęcie kompleksów wysoko- i niskospinowych. Zależność magnetycznych właściwości kompleksów od siły pola ligandów.
-
Uniwersalne podstawy analizy chemicznej. Cyfry znaczące. Definicja kwasu i zasady w teorii Brønsteda. Sprzężone pary kwas-zasada. Hydroliza soli jako reakcja kwasowo-zasadowa. Definicja kwasu i zasady w teorii Lewisa. pH roztworów słabych i mocnych kwasów, zasad, soli kwasów i zasad o różnej względnej mocy. pH roztworu buforowego. Pojęcie iloczynu rozpuszczalności i jego związek z rozpuszczalnością molową substancji. Wpływ wspólnego jonu, obcych jonów, protonowania i kompleksowania na rozpuszczalność osadów.
-
Elementy analizy jakościowej. Barwy płomienia palnika wywoływane przez lotne połączenia pierwiastków. Barwy roztworów związków: litowców, berylowców, Cr(III), Cr(VI), Mn(II), Mn(VI), Mn(VII), Fe(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Ag(I), Au(I), Hg(II), Hg(I). Rozpuszczalność w wodzie chlorków, azotanów(V), siarczanów(VI), siarczków i węglanów tych metali. Podstawa podziału kationów na grupy analityczne. Wybrane barwne reakcje charakterystyczne: Fe(III) z SCN-, Fe(III) z Fe(CN)64-, Cu(II) z NH3, Co(II) z SCN-, Ni(II) z dimetyloglioksymem. Porównanie reakcji Al(III) i Cr(III) z NaOH. Rozróżnienie Cl-, Br-i I- na podstawie reakcji z AgNO3.
-
Elementy analizy ilościowej. Analiza wagowa. Metodyka typowych oznaczeń, np. siarczanów w postaci BaSO4 lub wapnia w postaci CaO. Istota minimalizacji strat osadu w trakcie przemywania. Analiza miareczkowa. pH punktu równoważności w miareczkowaniach słabych i mocnych kwasów i zasad. Definicja buforu porównawczego. Typowe wskaźniki pH: fenoloftaleina, oranż metylowy i optymalny dobór wskaźnika do danego miareczkowania. Zasada alkacymetrycznego oznaczania mieszanin węglanów, wodorowęglanów i wodorotlenków. Oznaczanie wapnia i magnezu za pomocą EDTA jako przykład miareczkowania kompleksometrycznego. Elementy analizy instrumentalnej. Technika miareczkowania redoks z elektrodą platynową jako elektrodą wskaźnikową i elektrodą kalomelową jako elektrodąodniesienia. Obliczanie potencjału redoks układu w punkcie równoważności. Prawo Lamberta-Beera jako podstawa spektrofotometrii absorpcyjnej. Molowy współczynnik absorpcji. Równanie Ilkoviča jako podstawa analizy ilościowej metodą polarograficzną. Zasada i zastosowanie metody woltamperometrii inwersyjnej. Potencjometria i elektrody jonoselektywne. Atomowa spektrometria emisyjna i absorpcyjna.
CHEMIA ORGANICZNA I BIOCHEMIA
-
Węglowodory. Podział na klasy. Hybrydyzacja atomu węgla. Struktura węglowodorów: alkany, cykloalkany, alkeny, alkiny, związki aromatyczne (charakter aromatyczny, reguła Hückla).
-
Konformacja: alkanów (etan, butan, wolna rotacja), cykloalkanów (trwałość pierścieni). Izomeria: szkieletowa, geometryczna (cis/trans, Z/E), optyczna (konfiguracja absolutna R/S i jej oznaczanie, reguły Cahna-Ingolda-Preloga; enancjomery, diastereoizomery, mieszanina racemiczna, konfiguracja względna).
-
Alkany. Właściwości i otrzymywanie. Substytucja wolnorodnikowa (mechanizm SR, orientacja reakcji). Struktura wolnego rodnika. Trwałość wolnych rodników. Cykloalkany: właściwości i reakcje.
-
Alkeny.Właściwości i otrzymywanie. Addycja elektrofilowa halogenowodoru i halogenu (mechanizm AdE, reguła Markownikowa). Trwałość karbokationów. Addycja wolnorodnikowa bromowodoru (mechanizm AdR). Uwodornianie i ozonoliza alkenów.
-
Alkiny: właściwości i otrzymywanie. Reakcje alkinów (addycja wodoru, halogenu, halogenowodoru, wody).
-
Węglowodory aromatyczne (benzen). Substytucja elektrofilowa związków aromatycznych (mechanizm SE). Nitrowanie, sulfonowanie, chlorowcowanie, alkilowanie, acylowanie. Wpływ kierujący podstawników (efekt indukcyjny i mezomeryczny). Alkilowe pochodne benzenu, substytucja w łańcuchu bocznym.
-
Chlorowcopochodne: właściwości i otrzymywanie. Chlorowcoalkany: substytucja nukleofilowa, mechanizmy i stereochemia reakcji SN1 i SN2. Reakcje eliminacji, mechanizmy E1 i E2. Reaktywność chlorowcopochodnych alkilowych, allilowych, winylowych i aromatycznych.
-
Alkohole. Właściwości i otrzymywanie. Klasyfikacja. Reakcje substytucji SN1 i SN2. Reakcje eliminacji (dehydratacja).
-
Aminy. Właściwości i otrzymywanie. Klasyfikacja amin. Alkilowanie amin. Sole amin i czwartorzędowe sole amoniowe. Aminy aromatyczne - substytucja w pierścieniu. Reakcje amin z kwasem azotawym (azotowym(III)), reakcje soli diazoniowych.
-
Aldehydy i ketony. Właściwości i otrzymywanie. Reakcje utleniania i redukcji. Addycja nukleofilowa (AdN) do grupy karbonylowej: przyłączanie wody, alkoholi, cyjanowodoru, wodorosiarczynu (wodorosiarczanu(IV)), pochodnych amoniaku, związków Grignarda. Reakcje Cannizzaro i kondensacji aldolowej (mechanizmy).
-
Kwasy karboksylowe i ich pochodne. Właściwości i otrzymywanie. Klasyfikacja kwasów karboksylowych. Wpływ budowy na moc kwasów karboksylowych. Sole. Otrzymywanie chlorków i bezwodników kwasowych oraz estrów i amidów, porównanie ich reaktywności. Estry: mechanizm estryfikacji i hydrolizy, mechanizm kondensacji Claisena). Redukcja kwasów karboksylowych i ich pochodnych.
-
Związki heterocykliczne. Heterocykliczne układy pięcio- i sześcioczłonowe z jednym heteroatomem. Reakcje SE pirolu, tiofenu, furanu. SE pirydyny.
-
Związki wielofunkcyjne. Hydroksyketony, hydroksyaldehydy, chlorowcokwasy, aminokwasy, związki dwukarbonylowe – otrzymywanie i reakcje. Tautomeria keto-enolowa.
-
Identyfikacja związków organicznych metodami spektralnymi. Umiejętność interpretacji prostych widm 1H-NMR, 13CNMR oraz widm w podczerwieni (znajomość częstości drgań dla podstawowych grup funkcyjnych) w celu identyfikacji związków.
-
Biochemia. Budowa i funkcja błon biologicznych. Przepuszczalność i transport przez błony. Hierarchiczna budowa białek (struktura I-, II-, III- i IV-rzędowa). Zależność między strukturą a funkcją białek. Budowa enzymów, ich klasyfikacja, funkcja i mechanizm działania. Podstawowe pojęcia metabolizmu (termodynamika reakcji biochemicznych, reakcje sprzężone, związki o wysokim potencjale fosforylacyjnym, podstawowe zasady organizacji metabolizmu). Fotosynteza i utlenianie biologiczne. Budowa DNA i RNA. Przepływ informacji genetycznej. Pojęcia replikacji, transkrypcji i translacji.
CHEMIA FIZYCZNA I TEORETYCZNA
-
Gazy. Gazy doskonałe a gazy rzeczywiste. Równanie Clapeyrona i równanie van der Waalsa. Temperatura krytyczna. Pojemność cieplna gazów doskonałych.
-
Termodynamika. Podstawowe pojęcia. Energia, praca, ciepło. Pojęcie funkcji stanu. Energia wewnętrzna U, entalpia H i ich zmiany w różnych procesach. Termochemia. Kalorymetr izobaryczny i izochoryczny. Efekt cieplny reakcji pod stałym ciśnieniem i w stałej objętości. Praca zmiany objętości. Prawo Hessa i jego zastosowania. Entropia S. Zmiany entropii w procesach fizycznych i chemicznych. ZależnośćS od temperatury. Sens fizyczny entropii. Procesy termodynamicznie odwracalne i nieodwracalne. Energia swobodna Helmholtza A(F) i entalpia swobodna Gibbsa G. Termodynamiczne kryteria przebiegu reakcji oparte na zmianach funkcji S, A (F) i G. Potencjał chemiczny. Warunki równowagi termodynamicznej. Stan równowagichemicznej. Stała równowagi reakcji chemicznej (K) i wpływ różnych czynników na jej wartość. Stałe równowagi wyrażone poprzez ciśnienia cząstkowe, stężenia i ułamki molowe. Związek między ∆Go i K. Wpływ różnych czynników na stan równowagi - reguła przekory. Przemiany fazowe w układach jedno- i wieloskładnikowych. Diagramy fazowe typowych substancji (woda, CO2 itp.). Punkt potrójny. Prawo Raoulta. Azeotropia dodatnia i ujemna. Reguła faz Gibbsa.
-
Elektrochemia. Roztwory elektrolitów. Solwatacja jonów. Aktywność jonów w roztworach elektrolitów. Współczynnik aktywności. Potencjały elektrodowe i ogniwa galwaniczne. Pojęcie katody i anody. Potencjał standardowy. Równanie Nernsta. Zależność potencjału redoks od pH. Równania reakcji redoks i ich uzgadnianie. Określanie kierunku reakcji redoks. Ogniwa galwaniczne - obliczanie i eksperymentalne wyznaczanie siły elektromotorycznej (SEM). Konwencja sztokholmska. Elektrody I, II i III rodzaju oraz typowe elektrody odniesienia: wodorowa, kalomelowa, chlorosrebrowa – opis potencjału poprzez równanie Nernsta. Związek między ∆G i SEM. Wyznaczanie stałych równowagi procesów z pomiarów SEM. Elektroliza i procesy transportu. Prawo Faradaya. Elektroliza wodnych roztworów różnych soli – reakcje elektrodowe. Nadpotencjał(nadnapięcie) procesu elektrodowego. Dyfuzja. Prawa Ficka. Gradient stężenia i współczynnik dyfuzji. Prąd dyfuzyjny w polarografii. Koloidy - potencjał elektrokinetyczny. Elektroforeza i ruchliwość elektroforetyczna. Punkt izoelektryczny.
-
Kinetyka. Szybkość reakcji chemicznej – definicja i wpływ różnych czynników. Rząd reakcji (cząstkowy, całkowity) i metody jego wyznaczania. Równanie kinetyczne. Zmiany stężeń reagentów w czasie dla reakcji różnych rzędów. Czas połowicznej przemiany. Energia aktywacji i równanie Arrheniusa jako podstawa jej eksperymentalnego wyznaczania. Pojęcie i rola katalizatora.
-
Magnetyczne i elektryczne właściwości substancji. Paramagnetyzm, diamagnetyzm, ferromagnetyzm. Podatnośćmagnetyczna. Zależność właściwości magnetycznych substancji od konfiguracji elektronowej atomów (cząsteczek). Moment dipolowy cząsteczki.
-
Chemia jądrowa. Elementy fizyki jądra, w tym budowa jądra atomowego, stabilność jądra i przemiany jądrowe, rodzaje promieniowania jądrowego, źródła cząstek i promieniowania, reakcje jądrowe, oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią. Pomiary promieniowania – rodzaje detektorów. Naturalne i sztuczne pierwiastki promieniotwórcze. Synteza nowych pierwiastków superciężkich. Chemia pierwiastków transuranowych. Chemiczne skutki oddziaływania promieniowania jonizującego – elementy chemii radiacyjnej. Dozymetria. Oddziaływanie promieniowania jądrowego na organizmy żywe, problemy ochrony radiologicznej. Energetyka jądrowa – reaktory jądrowe, problemy bezpieczeństwa. Zastosowanie izotopów w technice. Metody wskaźnikowe w chemii ( chemia analityczna, chemia fizyczna, chemia organiczna) i biologii. Izotopowe metody określania wieku. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w medycynie ( medycyna nuklearna) – radiodiagnostyka i radioterapia. Efekty izotopowe i ich zastosowanie. Najważniejsze metody rozdzielania i wzbogacania izotopów.
-
Krystalografia. Podstawowe pojęcia: kryształ, sieć przestrzenna, układy krystalograficzne, typy komórek Bravais. Definicja wskaźników Millera. Proste elementy symetrii: środek symetrii, płaszczyzna symetrii, osie n-krotne. Określanie grupy punktowej, typu komórki elementarnej i układu krystalograficznego na podstawie symbolu grupy przestrzennej. Zastosowanie metod rentgenograficznych. Właściwości promieniowania rentgenowskiego. Lauego i Bragga teorie dyfrakcji. Rola wygaszeńsystematycznych refleksów w wyznaczaniu grupy przestrzennej. Wyznaczanie położeń atomów na podstawie gęstości elektronowej. Istota i znaczenie problemu fazowego w analizie strukturalnej. Zasada i zastosowanie metod proszkowych. Ograniczenia rentgenowskiej analizy strukturalnej. Klasyfikacja struktur krystalicznych (kryształy jonowe, kowalencyjne, metaliczne, molekularne) i charakterystyka właściwych dla nich oddziaływań.
-
Chemia kwantowa. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Operatory mechaniki kwantowej. Równanie Schrödingera. Funkcja falowa a prawdopodobieństwo. Układy, dla których istnieje ścisłe rozwiązanie równania Schrödingera: 1) cząstka przechodząca przez barierę (efekt tunelowy); 2) oscylator harmoniczny; 3) rotator sztywny; 4) atom wodoru (liczby kwantowe i ich sens fizyczny, kwantowanie energii, kształty funkcji s,p,d). Przybliżenie Borna-Oppenheimera. Metoda zaburzeń i wariacyjna. Metoda Hartree-Focka -istota przybliżenia jednoelektronowego, wyznacznik Slatera, spinorbitale i orbitale. Atom wieloelektronowy w metodzie HF - zależność energii orbitalnej od liczb kwantowych. Metoda LCAO-MO i jej zastosowanie do wyznaczenia trwałości cząsteczek (orbitale σ i π, wiążące i antywiążące). Hybrydyzacja orbitali. Konfiguracje elektronowe. Całkowity spin atomow i cząsteczek. Reguły Hunda. Metody wychodzące poza przybliżenie jednoelektronowe: oddziaływania konfiguracji i wiązań walencyjnych (pojęcie energii korelacji).
-
Spektroskopia. Natura i właściwości promieniowania elektromagnetycznego. Kwantowanie energii stanów rotacyjnych, oscylacyjnych (z uwzględnieniem drgań anharmonicznych) i elektronowych molekuły. Obsadzenie poziomów energetycznych według rozkładu energii Boltzmanna. Zakres widma promieniowania a typ przejść widmowych. Reguły wyboru w absorpcyjnej spektroskopii rotacyjnej i oscylacyjnej. Nieelastyczne rozpraszanie promieniowania: pasma stokesowskie i antystokesowskie. Reguły wyboru w oscylacyjnej i rotacyjnej spektroskopii ramanowskiej. Położenie na osi długości fali widma luminescencyjnego (fluorescencji i fosforescencji) w stosunku do odpowiedniego absorpcyjnego widma elektronowego. Idea spektroskopii EPR i jej zastosowania. Struktura nadsubtelna widm EPR. Spektroskopia NMR: oddziaływanie jąder atomowych o niezerowym momencie magnetycznym z zewnętrznym polem magnetycznym, ekranowanie jądra i przesunięcie chemiczne. Wzajemne oddziaływania jąder (sprzężenie spinowo-spinowe).
TECHNOLOGIA CHEMICZNA + ELEMENTY BIOTECHNOLOGII
-
Podstawy technologii chemicznej. Procesy jednostkowe i operacje jednostkowe w technologii chemicznej. Efektywność, wydajność, selektywność i energochłonność procesu technologicznego. Bilanse materiałowe i energetyczne procesu. Stopień konwersji. Cechy nowoczesnych technologii z uwzględnieniem projektowania procesu technologicznego, zasad technologicznych, aspektów dotyczących ochrony środowiska oraz zagospodarowania surowców wtórnych.
-
Zasady technologiczne. Zasada najlepszego wykorzystania różnic potencjałów, zasada najlepszego wykorzystania surowców, zasada najlepszego wykorzystania energii, zasada najlepszego wykorzystania aparatury, optymalizacja kosztów procesu technologicznego. Rozwój procesu - powiększanie skali.
-
Wymiana masy i ciepła. Mechanizmy ruchu ciepła: promieniowanie, przewodzenie, konwekcja, przenikanie. Zastępcza różnica temperatur. Procesy związane z ruchem masy i ciepła. Obszar dyfuzyjny i kinetyczny procesu. Sposoby ogrzewania w przemyśle chemicznym. Aparaty stosowane do przenoszenia ciepła w instalacjach przemysłowych.
-
Zagadnienia kinetyki reakcji w skali przemysłowej. Wpływ temperatury, ciśnienia i składu na szybkość procesu. Typowe reaktory stosowane w chemicznych procesach technologicznych i biotechnologicznych. Kataliza homogeniczna, heterogeniczna i enzymatyczna w technologii chemicznej i biotechnologii.
-
Przemysłowe procesy wydzielania i oczyszczania. Podstawowe techniki separacji: flokulacja, sedymentacja, filtracja, wirowanie, ekstrakcja, ultrafiltracja, odwrócona osmoza, precypitacja. Techniki zagęszczania: zagęszczanie termiczne, wyparki. Oczyszczanie substancji: destylacja, rektyfikacja, krystalizacja, metody membranowe, chromatografia preparatywna, ekstrakcja suszenie.
-
Technologia i gospodarka. Pierwotne surowce energetyczne i chemiczne. Etapy przeróbki ropy naftowej, charakterystyka paliw i produktów otrzymywanych z ropy naftowej. Polimery naturalne i syntetyczne. Surowce odnawialne. Odpady niebezpieczne i ich ograniczanie. Ochrona środowiska: recykling, utylizacja ścieków i odpadów przemysłowych.
: studiastudia -> Harmonogram egzaminów (sesja letnia) Wydział Mechaniczny Studia Niestacjonarne I i II stopnia, II sem., rok akademicki 2014/2015studia -> Podyplomowe studia inżynieria oprogramowania dla sap erp I programowanie w języku abapstudia -> Organizatorzy wypoczynku dzieci I młodzieżYstudia -> Marketing przemysłowy literatura: T. Wojciechowski :”Marketing I logistyka na rynku środków produkcji” Białecki : „Marketing producenta I eksportera”studia -> Matematyka zad. Opisz technikę sprytnego mnożenia przez: a 50, b 99 Zastudia -> Techniki decyzyjne – wykłady – dr Marek Sołtysik A. Podstawowe informacje egzamin pisemny, testowy – wtorek, 29 stycznia 2008 roku, J. Supernat: „Techniki decyzyjne”studia -> Analiza społeczeństwa biblioteka Główna Uniwersytetu Gdańskiegostudia -> Sylabus podstawowe informacje o przedmiociestudia -> Tytuł projektu wpisany czcionką Times New Roman 14 pt pogrubioną, prostą, tekst wyśrodkowany, interlinia pojedyncza Imię i nazwisko Studenta, czcionka 12 pt., pogrubionastudia -> Tytuł projektu wpisany czcionką Times New Roman 14 pt pogrubioną, prostą, tekst wyśrodkowany, interlinia pojedyncza Imię i nazwisko Studenta, czcionka 12 pt., pogrubiona
|