546-0301/01 – Organic Pollutants (Ok)

Gurantor departmentDepartment of Environmental EngineeringCredits8
Subject guarantordoc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.Subject version guarantorprof. Ing. Peter Fečko, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year1Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction2004/2005Year of cancellation2008/2009
Intended for the facultiesHGFIntended for study typesBachelor
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
LYC03 Ing. Gabriela Lyčková
PER34 doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+3
Combined Credit and Examination 16+4

Subject aims expressed by acquired skills and competences

The primary objective of lectures is to create a complete picture of modern organic chemistry and necessary basics for other lectures (Biochemistry, Instrumental methods of analysis, Toxicology and contaminants in environment). Students will acquire basic knowledge to understand reactivity and reactions of organic compounds. IUPAC nomenclature of organic compounds and basic stereochemistry will also be discussed as necessary conditions.

Teaching methods

Lectures
Experimental work in labs
Other activities

Summary

The course is designed so that the students first acquire knowledges to understand the laws of organic chemistry compounds, followed by a summary of groups of organic compounds. Systematic view of important organic contaminants with aspect on their presence in environment will also be discussed.

Compulsory literature:

BEREKUTE A. K. Handbook of Environmental Chemistry and Toxicology. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2017, 248. ISBN 978-3330035256. McMURRY, J. Organic chemistry. 8e. Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning, c2012. ISBN 0840054440. Available from: http://m5zn.com/newuploads/2015/04/21/pdf/994f226e20e27cf.pdf. WILLIAM H. B. and T. POON. Introduction to organic chemistry. Fifth edition. Hoboken, NJ: John Wiley, 2014. ISBN 9781118152188. MÖLLER D.: Chemistry for Environmental Scientists. De Gruyter, 2015, 380 pp. ISBN 978-3-11-041001-3.

Recommended literature:

ZENG Eddy Y. (Edit.). Microplastic Pollutants. Elsevier 2018, ISBN 9780128137475. SOLOMONS, T. W. G., C. B. FRYHLE and S. A. SNYDER. Organic chemistry. 12e. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2016. ISBN 978-1-118-87576-6. Available from: https://archive.org/details/SolomonOrganicChem. OUELLETTE, R. J. a N. J. RAWN. Organic chemistry. Boston: Elsevier, 2014. ISBN 9780128007808. ISAAC-GARCÍA, J., J. A. DOBADO JIMÉNEZ, F. G. CALVO-FLORES and H. MARTÍNEZ-GARCÍA. Experimental organic chemistry: laboratory manual. Amsterdam: Academic Press, 2016. ISBN 9780128038932.

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

1.Předmět organické chemie. Vazby v organických sloučeninách, hybridní stav uhlíku, energie vazby, délka vazby, polarita vazby. Polarizovatelnost molekul. Jevy na vazbách indukční a mezomerní efekt, konjugace. Chemické názvosloví. Principy tvorby systematického názvosloví organických sloučenin. 2.Alkany a cykloalkany, chemické názvosloví. Isomerie řetězová. Newmannova projekce. Geometrická isomerie u cykloalkanů. Radikálové reakce jako typická reakce alkanů a jejich mechanismus. 3.Alkeny, geometrická isomerie u alkenů, nomenklatura isomerů (cis-, trans-, E- ,Z-). Adiční reakce, mechanismus. Polymerace. Optická aktivita a symetrie molekul. Chiralita molekul, podmínky chirality, zobrazování trojrozměrných molekul v rovině (perspektivní vzorce, Fischerova projekce). Optická isomerie (enantiomery), specifická rotace a její určování, optická čistota, racemická směs. 4.Dieny a polyeny (kumulované, isolované, konjugované). Reakce probíhající na konjugovaných dienech (podmínky pro 1,2- a 1,4- adice a jejich průběh, vysvětlení). Cykloadiční reakce (Dielsovy-Alderovy). 5.Alkyny a jejich struktura. Vlastnosti trojné vazby, adiční reakce (elektrofilní i nukleofilní reakce), kyselost atomů vodíku vázaných na sp- hybridní uhlík. pKa hodnoty. 6.Aromatický stav a jeho demonstrace (resonanční delokalizační energie). Benzoidní a nebenzoidní aromáty. Vlastnosti aromatických sloučenin, mechanismus elektrofilní aromatické substituce. Vliv substituce na jádře na vstup elektrofilu na substituovaném aromát. Možnosti nukleofilních substitucí na aromatickém skeletu (SN1, SN2, eliminačně-adiční průběh). 7.Využití rozkladu diazoniových solí pro přípravu jiných derivátů. Adiční a oxidační reakce a jejich podmínky. Reakce na kondenzovaných aromatických sloučeninách. 8.Halogenderiváty a jejich strukturní typy, rozdělení z hlediska reaktivity, vysvětlit. Mechanismus nukleofilních substitucí SN1 a SN2. Eliminační reakce jako konkurenční reakce, jejich průběh a stereochemie, podmínky preference substituce versus eliminace. 9.Hydroxysloučeniny-alkoholy a fenoly. Reaktivita hydroxylové skupiny, kyselost a vliv uhlíkatého zbytku na míru kyselosti. Způsob substituce a eliminace hydroxylové skupiny (vliv uhlíkatého zbytku). Reakce na uhlíkatém zbytku hydroxysloučenin. Oxidace alkoholů. Chinony, struktura a chemické vlastnosti. Ethery struktura a chemické názvosloví. Fyzikální vlastnosti ve srovnání s alkoholy. Typické chemické vlastnosti, štěpení vazby C-O, tvorba peroxidických sloučenin. Epoxidy a cyklické ethery, jejich chemické vlastnosti. 10.Thioly a sulfidy. Srovnání s kyslíkatými analogy. Produkty oxidace sulfinové a sulfonové kyseliny a sulfoxidy a sulfony. Sulfonové kyseliny a jejich funkční deriváty (sulfochloridy, estery sulfon. kyselin, sulfonamidy). Estery minerálních látek (sulfáty, nitráty, nitrity, fosfáty). 11.Aminosloučeniny, typy, názvosloví. Základní chemické vlastnosti. Diazotace a využití diazoniových solí. Aminoxidy a jejich využití. Kvarterní amoniové soli, Hoffmanova eliminace. Diazolátky. Diazolkany, diazoestery, diazoketony jejich příprava a reaktivita. 12.Nitrosloučeniny, struktura a chemické názvosloví. Vliv nitroskupiny na uhlíkatý zbytek. Příprava nitrolátek (ambidentní ionty). Redukce nitrosloučenin v závislosti na pH. Azosloučeniny, azoxysloučeniny a hydrazolátky. Nitrily a isokyanidy, struktura a příprava. Hydrolýza nitrilů. Organokovové sloučeniny, chem. názvosloví. Vliv kovu na chemické vlastnosti sloučeniny. Základní představitelé organokovových sloučenin. 13.Karbonylové sloučeniny. Charakterizace karbonylu, nukleofilní adice, reakce s kyslíkatými, dusíkatými a uhlíkatými nukleofily. Vliv karbonylu na uhlíkatý zbytek a využití v organické syntéze. Základní jmenné reakce s využitím karbonylových sloučenin. Oxidace a redukce aldehydů a ketonů. Reaktivita karbonylu a hydroxyskupin. 14.Karboxylové kyseliny, jejich struktura a chemické vlastnosti. Vliv uhlíkatého zbytku a substituce na kyselost. Esterifikace. Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery, halogenidy, anhydridy, amidy), jejich příprava a srovnání jejich vlastností. Deriváty kyseliny uhličité, jejich klasifikace a základní typy, jejich reaktivita.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 40 (40) 0
                Written exam Written test 30  0
                Other task type Other task type 10  0
        Examination Examination 60 (60) 0
                Written examination Written examination 28  0
                Oral Oral examination 32  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2005/2006 (B2102) Mineral Raw Materials (3904R022) Waste Treatment and Disposal P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2004/2005 (B2102) Mineral Raw Materials (3904R022) Waste Treatment and Disposal P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner