A földtudományok kémiai alapjai | Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék

<2019> <január>

H K Sz Cs P Sz V
-123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031---

Mai névnapok:

Rajmund, Zelma

A földtudományok kémiai alapjai

Kurzusinformációk

A tantárgy címe:
A földtudományok kémiai alapjai

Felelős oktató:
Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea

További oktatók:
Dr. Bozsó Gábor

A tantárgy típusa:
Alapozó ismeretek

 

Leírás

Előfeltételek:

a gyakorlat párhuzamos teljesítése a kollokvium előfeltétele

 

Az előadás rövid ismertetése (Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea):

A kurzus során a kémiai alapokat földtudományi (geológiai) példákon keresztül tárgyaljuk, ezzel megteremtve a kapcsolódási lehetőséget a párhuzamosan futó, illetve későbbi kurzusokkal (pl.: Ásvány- és kőzettan, Geokémia stb.).

Az atomszerkezet általános jellemzése. Az atomok elektronszerkezete: atompályák, kvantumszámok. Energiaszintek az egy és több elektront tartalmazó atomban. Az elektronburok felépülése. Az elemek periódusos rendszere és a periodikusan változó kémiai tulajdonságok.

Az ionos kötés és az ionrácsok általános jellemzése. A kovalens kötés. A molekulapályák elvi alapjai. Az atomrácsok általános jellemzése. A fémes kötés és a fémrácsok általános jellemzése. Kötéstípusok az ásványokban. Polarizáció. A másodrendű kémiai kölcsönhatások jellemzése. Molekularácsok.

A kémiai reakció fogalma, alapvető típusai (reverzibilis, irreverzibilis, exoterm, endoterm). Rendszerek és jellemzőik. Gáztörvények. Termodinamikai alapfogalmak (energia, munkavégzés, hőközlés, reakcióhő, képződéshő, entrópia, szabadentalpia).

A folyadékok általános jellemzése, legfontosabb tulajdonságaik (viszkozitás, felületi feszültség, gőznyomás). A koncentráció és az aktivitás. A kémiai potenciál definíciója és jelentősége. A tömeghatás törvénye (egyensúlyi folyamatok általános jellemzése). Vizes közegű kémiai reakciók. A víz autoprotolízise. Indikátorok és pH. Savak és bázisok. Redox reakciók. A redoxpotenciál mérése. Oldódás és ioncsere.

Gibbs fázisszabály. Egykomponensű rendszerek, p–T diagram. Kétkomponensű rendszerek: folyadék–folyadék rendszer; folyadék–szilárd rendszerek. Többkomponensű rendszerek és aktivitási diagramok.

Reakciókinetikai alapfogalmak (reakciósebesség, reakciórend). A kémiai reakciók lejátszódásának kinetikai feltétele. Katalizált reakciók. Diffúzió.

Izotópok és atomszerkezet: alapfogalmak. Az elemek gyakorisága. Stabil és radioaktív izotópok: izotóparány, izotóphatás–frakcionálódás. A radioaktív sugárzás típusai és általános jellemzésük.

A kurzus során a kémiai alapokat földtudományi (geológiai) példákon keresztül tárgyaljuk, ezzel megteremtve a kapcsolódási lehetőséget a párhuzamosan futó, illetve későbbi kurzusokkal (pl.: Ásvány- és kőzettan, Geokémia stb.).

Tematika

Az atom és az elem fogalma. Atommodellek, atomszerkezet. Az elektronburok felépülése. A periódusos rendszer és a tulajdonságok periodikus változása. A földtudományi szempontból kiemelkedő jelentőségű elemcsoportok kémiai tulajdonságai.

Atomokból anyag: a kémiai kötések és jelentőségük. Elsődleges kémiai kölcsönhatások: az ionos kötés, a kovalens kötés és a fémes kötés. Másodlagos kémiai kölcsönhatások. Kémiai kölcsönhatás és halmazállapot.

Szilárd halmazállapot: ásványok és kristályrácsok. Ionrácsok – ionkristályok. Atomrácsok. Fémek és ötvözetek: fémrácsok. Molekularácsok.

Folyadékok és gázok. A folyadékok általános jellemzése, legfontosabb tulajdonságaik (viszkozitás, felületi feszültség, gőznyomás). Gáztörvények.

Spontán folyamatok hajtóereje: termodinamikai alapfogalmak. Rendszerek és jellemzőik. A kémiai reakció fogalma, alapvető típusai (reverzibilis, irreverzibilis, exoterm, endoterm). Termodinamikai alapfogalmak (energia, munkavégzés, hőközlés, reakcióhő, képződéshő, entrópia, szabadentalpia).

A kémiai egyensúly: vizes oldatok kémiája. A koncentráció és az aktivitás. A kémiai potenciál definíciója és jelentősége. A tömeghatás törvénye (egyensúlyi folyamatok általános jellemzése). Vizes közegű kémiai reakciók. A víz autoprotolízise. Indikátorok és pH. Savak és bázisok. Redox reakciók. A redoxpotenciál mérése. Oldódás és ioncsere.

A kémiai egyensúly: fázisszabály, fázisegyensúlyok. Gibbs fázisszabály. Egykomponensű rendszerek, p–T diagram. Kétkomponensű rendszerek: folyadék–folyadék rendszer; folyadék–szilárd rendszerek. Többkomponensű rendszerek és aktivitási diagramok.

A kémiai reakciók sebessége: reakciókinetikai alapfogalmak (reakciósebesség, reakciórend). A kémiai reakciók lejátszódásának kinetikai feltétele. Katalizált reakciók. Diffúzió.

Az izotópok földtudományi vonatkozásai. Izotópok és atomszerkezet: alapfogalmak. Az elemek gyakorisága. Stabil és radioaktív izotópok: izotóparány, izotóphatás–frakcionálódás. A radioaktív sugárzás típusai és általános jellemzésük.

A gyakorlat rövid ismertetése (Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea és Dr. Bozsó Gábor):

A kurzus elsődleges célja a földtudományokban előforduló alapvető kémiai folyamatok, fogalmak megismertetése egyszerű laboratóriumi kísérleteken és számítási gyakorlatokon keresztül. A kurzus kiemelt hangsúlyt fektet az egyszerű laboratóriumi eszközök készség szintű használatának oktatására.

Tematika:

Érintett témakörök:

A periódusos rendszer, a földtudományokban előforduló fontosabb elemek.

Az alapvető SI mértékegységek, prefixumok, tömeg%, anyagmennyiség%, vegyes% fogalma, számításai.

A moláris koncentráció, ppm, ppb fogalma, átváltás az egyes koncentrációegységek között.

Alapvető kőzettani folyamatokat szemléltető kísérletek (endoterm-, exoterm reakció, oldódás, kicsapódás, diffúzió, adszorpció, viszkozitás, szublimáció, lángfestés stb.).

Szilárd szemcsefrakciók elválasztása, szilárd keverékek szétválasztása.

Evaporitok oldhatóságának hőmérsékletfüggése.

A kristályosodás hőmérsékletfüggése.

Az oldatok kémhatásának vizsgálata.

Ajánlott irodalom:

  • Greenwood, N.N. és Earnshaw, A.: Az elemek kémiája I. - III., Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, Második, javított kiadás, 2004
  • Nyilasi János: Általános kémia, Gondolat kiadó, 1980
  • Rózsahegyi Márta: Kémia zsebkönyv középiskolásoknak, Mozaik Oktatási Stúdió, Szeged, 1993. ISBN: 963 8057 23 8
  • Varsányi Zoltánné: A földtudományok kémiai alapjai, Szegedi Egyetemi Kiadó, 2009



Bejelentkezés
Felhasználónév:
Jelszó:
E-mail:
FeliratkozomLeiratkozom

Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék
Természettudományi és Informatikai Kar
Szegedi Tudományegyetem

H-6722, Szeged Egyetem u. 2.
Tel.: +36 62 544 058
Fax: 36 62 426 479
E-mail: asviroda@geo.u-szeged.hu

e-mail