Chemia ogólna i analityczna dla studentów biologii

Obserwowany w ciągu ostatnich dziesięcioleci rozwój nauki nie ominął również chemii. W tym czasie powstały i rozwinęły się nowe dziedziny, których osiągnięcia wykorzystano na olbrzymią skalę w wielu gałęziach przemysłu chemicznego (tworzywa i włókna sztuczne, środki piorące czyli detergenty, środki owado- i chwastobójcze czyli pestycydy, środki farmakologiczne). Osiągnięcia w dziedzinie chemii przyczyniły się również do rozwoju nauk biologicznych, wśród których wymienić należy biologię molekularną, genetykę, fizjologię, ekologię, biochemię, mikrobiologię i gleboznawstwo. Rozwój tych ostatnich dyscyplin naukowych wskazuje, że praca biologa bez właściwych podstaw chemii jest niemożliwa. Stąd też na studiach biologicznych program przewiduje zdobywanie odpowiednich wiadomości z chemii ogólnej, analitycznej, organicznej i fizycznej. Połączenie dwóch dyscyplin chemicznych chemii ogólnej i chemii analitycznej w ramy jednego przedmiotu stwarza pewne trudności przede wszystkim studiującym. Ograniczony wymiar godzin dydaktycznych nie pozwala na dostateczne omówienie wszystkich punktów programu. Przygotowanie się do egzaminu musi więc być oparte na studiach własnych. Dotyczy to szczególnie studentów Studium Zaocznego.
Niniejszy skrypt, obejmujący wybrane zagadnienia przewidziane programem studiów stacjonarnych i zaocznych, ma stanowić pomoc w przygotowaniu się studentów biologii tak do zajęć bieżących, jak i do egzaminu.

1. WSTĘP: 1.1. Pojęcia podstawowe 1.2. Równaniachemiczne a podstawowe prawa chemiczne 1.3. Pisanie równań reakcjichemicznych: 1.3.1. Równania reakcji chemicznych zachodzących bezzmiany stopnia utlenienia, np. reakcji podwójnej wymiany 1.3.2.Równania reakcji utlenienia i redukcji (redoks)
2. BUDOWA ATOMU AUKŁAD OKRESOWY: 2. l. Wstęp historyczny 2.2. Model atomu Bohra 2.3.Współczesne poglądy na budowę atomu 2.4. Dozwolone stany elektronów.Zakaz Pauliego 2.5. Konfiguracje elektronowe. Reguła Hunda 2.6.Konfiguracje elektronowe atomów a położenie pierwiastków w układzieokresowym 2.7. Właściwości pierwiastków. Prawo okresowości
3.WIĄZANIA CHEMICZNE. ODDZIAŁYWANIA MIĘDZYCZĄSTECZKOWE: 3.1. Wiązaniakowalencyjne 3.2. Liczba wiązań kowalencyjnych. Hybrydyzacja 3.3.Wiązania pojedyncze i wielokrotne 3.4. Długość i energia wiązania3.5.Wiązania kowalencyjne spolaryzowane 3.6. Wiązania jonowe 3.7. Wiązaniakoordynacyjne 3.8. Wiązania metaliczne 3.9. Oddziaływaniamiędzycząsteczkowe: 3.9.1. Wiązania van der Waalsa 3.9.2 Wiązaniawodorowe 3.10. Oddziaływania międzycząsteczkowe a stany skupieniasubstancji prostych
4. PRZEMIANY CHEMICZNE: 4.1. Szybkość reakcjichemicznych 4.2. Czynniki wpływające na szybkość reakcji: 4.2.1 Wpływstężenia 4.2.2. Wpływ temperatury 4.2.3. Wpływ katalizatora 4.2.4.Reakcje fotochemiczne 4.3. Reakcje odwracalne. Prawo równowagichemicznej
5. ROZTWORY ELEKTROLITÓW: 5.1. Wstęp 5.2. Stężenieroztworów 5.3. Właściwości koligatywne roztworów 5.4. Dysocjacjaelektrolityczna 5.5. Aktywność i współczynnik aktywności 5.6.Termodynamiczna stała dysocjacji 5.7. Dysocjacja wody. Iloczyn jonowywody 5.8. Stężenie jonów wodorowych i pH różnych roztworów: 5.8.1.Mocne kwasy i mocne zasady 5.8.2. Słabe kwasy i słabe zasady 5.8.3.Roztwory soli. Hydroliza 5.8.4. Roztwory buforowe 5.9. Wskaźniki pH5.10. Współczesne pojęcia kwasów i zasad 5.11. Iloczyn rozpuszczalności5.12. Związki koordynacyjne: 5.12.1. Pojęcia podstawowe i nomenklatura5.12.2. Równowagi w roztworach 5.12.3. Kompleksy chelatowe 5.12.4.Warunkowa stała trwałości
6. ANALIZA JAKOŚCIOWA: 6.1. Uwagi ogólne oanalizie jakościowej 6.2. Podstawowe czynności laboratoryjne w analiziejakościowej 6.3. Analiza kationów: 6.3.1 Odczynnik grupowy i podziałkationów na grupy analityczne 6.3.2. Grupa V kationów 6.3.3. Grupa IVkationów 6.3.4. Zadania proste i złożone z analizy jakościowej kationów6.3.5. Grupa III kationów 6.3.6. Grupa II kationów 6.3.7. Grupa Ikationów 6.3.8. Analiza roztworu zawierającego kationy pięciu grupanalitycznych 6.4. Analiza anionów: 6.4.1. Charakterystyczne reakcjeanionów 6.5. Rozpuszczalność soli i wodorotlenków 6.6. Zastosowanieodczynników organicznych w analizie jakościowej
7. ANALIZA WAGOWA:7.1. Podział analizy ilościowej 7.2. Pobieranie i przygotowywaniepróbek do analizy: 7.2.1. Pobieranie średnich próbek 7.2.2.Rozpuszczanie próbek 7.2.3. Mineralizacja próbek 7.3. Technika analizywagowej: 7.3.1 Strącanie osadu 7.3.2. Wybór i ilość odczynnikastrącającego 7.3.3. Sączenie i przemywanie osadu 7.3.4. Suszenie iprażenie osadu 7.3.5. Przykłady oznaczeń wagowych 7.3.6. Zadania zanalizy wagowej
8. ANALIZA OBJĘTOŚCIOWA: 8.1. Pomiar objętości wanalizie ilościowej: 8.1.1. Zasady kalibrowania naczyń miarowych 8.1.2.Kalibrowanie poszczególnych naczyń miarowych 8.1.3. Sprawdzanie naczyńmiarowych 8.2. Ocena wyników analizy: 8.2.1. Błędy w analizieilościowej 8.2.2. Obliczanie błędu
9. ALKACYMETRIA: 9.1. Częśćteoretyczna: 9.1.1. Miareczkowanie mocnego kwasu mocną zasadą 9.1.2.Miareczkowanie mocnej zasady mocnym kwasem 9.1.3. Miareczkowaniesłabego kwasu mocną zasadą 9.1.4. Miareczkowanie słabej zasady mocnymkwasem 9.1.5. Miareczkowanie słabego kwasu słabą zasadą (lub odwrotnie)9.1.6. Czynniki wpływające na krzywe miareczkowania 9.1.7. Ilośćdodawanego wskaźnika i kolejność miareczkowania 9.1.8. Błądmiareczkowania w oznaczeniach alkacymetrycznych 9.2. Część praktyczna:9.2.1. Przygotowanie roztworów mianowanych (titrantów) 9.2.2. Przykładyoznaczeń alkalimetrycznych 9.2.3. Przykłady oznaczeń acydymetrycznych9.2.4. Zadania z alkacymetrii
10. OKSYDYMETRIA: 10.1. Manganometria:10.1.1. Przygotowanie roztworu KMn04 10.1.2. Mianowanie roztworu KMn0410.1.3. Manganometryczne oznaczanie żelaza 10.1.4. Manganometryczneoznaczanie wapnia 10.2. Jodometria: 10.2.1. Charakterystyka ogólna10.2.2. Przygotowanie roztworu Na2S203 10.2.3. Mianowanie roztworuNa2S203 10.2.4. Jodometryczne oznaczanie miedzi
11. KOMPLEKSOMETRIA:11.1. Wskaźniki kompleksometryczne 11.2. Mianowanie roztworu wersenianudisodu 11.3. Oznaczanie magnezu 11.4. Oznaczanie wapnia 11.5.Oznaczanie wapnia obok magnezu 11.6. Oznaczanie fosforanów
12.ZJAWISKA ELEKTROCHEMICZNE: 12.1. Ogniwa galwaniczne 12.2. Elektrodawodorowa. Potencjał normalny 12.3. Zapis równania reakcji redoks napodstawie równań reakcji połówkowych: 12.3.1. Równanie reakcjipołówkowej 12.3.2. Równanie reakcji sumarycznej 12.4. Równanie Nernsta12.5. Stała równowagi 12.6. Potencjometryczne oznaczanie pH 12.7.Miareczkowanie potencjometryczne
13. NOMENKLATURA ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH
14. LITERATURA

Lesław Huppenthal

Zbigniew Wojtczak

Alicja Kościelecka