Oktatás

Általános információk
Fizikai kémia
Speciálkollégiumok
Környezeti kémikus szakirányú továbbképzés

ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓK

Szakpárosítási lehetőségek: kémia - biológia, kémia - matematika, kémia - földrajz, kémia - fizika, kémia - idegen nyelv

A képzés időtartama:

egyetemi képzés esetén: 10 szemeszter,
főiskolai képzés esetén: 8 szemeszter

FIZIKAI KÉMIA

Fizikai kémia tematika:
Az anyag szerkezete: Atomszerkezet. A kvantumelmélet posztulátumai. A H-atom. A Schrödinger-egyenlet. Kvantumszámok. A többelektronos atom szerkezete. Összetett atomi rendszerek. A H₂ molekula és a H₂⁺ ion. A kémiai kötés kvantumkémiai leírása. Kémiai kötéselméletek. Két- és többatomos kötések. Másodrendű kötések. Molekulák szimmetriája. Az elektromágneses sugárzás. Az elektronátmenetek jellemzői. Atom és molekula spektroszkópia. A Franck-Condon elv. Rezgési és forgási színképek. A Raman-effektus. Elektronspektroszkópia. Fluoreszcencia. A Jablonski-diagram. Termosztatikai és termodinamikai alapfogalmak. Ideális és reális gázok termodinamikája. Gibbs-elmélet. A termodinamika főtételei. Carnot-ciklus. Az entrópia. A kémiai potenciál. Több komponensű homogén rendszerek. Heterogén rendszerek. Kémiai egyensúlyok. Az aktivitás. Ozmotikus jelenségek. Sav-bázis elméletek. A pH fogalma. Puffer rendszerek. Az ideális és reális elegyek.
Elektrokémia: A fázishatár és elektromos tulajdonságai. Töltéstranszport oldatokban. Elektrokinetikus jelenségek. Elektródtípusok. A redoxipotenciál és mérése. A pH mérése. Töltésátvitel fázishatáron. Elektrolízis. Galvánelemek. Reakciókinetika: Homogénfázisú reakciók. A kémiai reakciók tipusai. Első-, másod- és magasabbrendű reakciók. Konszekutív reakciók. Egyensúlyra vezető reakciók. Láncreakciók. Katalízis és inhibíció. Enzimreakciók kinetikája, gátlási folyamatok. Fotokémiai reakciók. Elektródfolyamatok kinetikája. A kémiai reakciók energetikája. Aktiválási energia. Az Arrhenius-egyenlet. A kémiai reakciók hőmérsékletfüggése.

Fizikai kémia laboratóriumi gyakorlati tematika:
Mérési eredmények kiértékelésének matematikai módszerei. Kalorimetria I-II. Folyadékok viszkozitása. Felületi feszültség mérése. Kritikus micellaképződési koncentráció meghatározása. Fagyáspont csökkenés meghatározása. Folyadék-gőz egyensúly vizsgálata. Terner rendszer vizsgálata. Megoszlási hányados meghatározása. Komplex összetétel meghatározása. Oldékonysági szorzat meghatározása konduktometriásan. Kompenzációs és hídkapcsolás a fiz.-kém. mérésekben.
Kinetikai paraméterek (rend, kezdeti sebesség) meghatározása. Elsőrendű reakció vizsgálata refraktométerrel. Oszcilláló reakció vizsgálata. Katalízis, promotor- és inhibítorhatás tanulmányozása. Pufferkapacitás meghatározása. Gyengesav pK-jának meghatározása potenciometriás titrálással. A redoxi potenciál. A Nernst-egyenlet bizonyítása. Disszociációfok és pK meghatározása konduktometriásan. Elektrolízis, bomlási feszültség vizsgálata. Indikátor pK-jának meghatározása fotometriásan. Abszorpció és fluoreszcencia. Komplex összetételének meghatározása spektrofotometriásan. Elegyadszorpció vizsgálata interferometerrel.

SPECIÁLKOLLÉGIUMOK

Elméleti kémia

Anyagszerkezet és vizsgálómódszerei

Tematika: Elméleti alapok: Az elektromágneses sugárzás. Fény és anyag kölcsönhatása. Polarizáció. Jablonski-diagram. Elektronszerkezet. Spektrumok. Fermi nívó. Elektronsáv színképek. Elektronsáv rendszerek vibrációs szerkezete. A sávok intenzitása. Multiplett sávok szerkezete. Raman effektus. Az anyagszerkezeti vizsgáló módszerek: Fotometriás módszerek. A fluoreszcencia mérési módszerei. Fluoreszcencia polarizációs módszerek. A mérési eredmények értékelése: Abszorpciós spektrumok felbontása. Molekulakonformáció és optikai tulajdonságok. Kiválasztási szabályok.

Kvantumelmélet a kémiai szerkezetvizsgálatban

Tematika: A kvantumelmélet. Csoportelméleti vonatkozások (megmaradó fizikai mennyiségek, alaptételek, irreducibilis reprezentációk, karaktertáblázatok). Kvantumkémiai következmények. Molekulák szimmetriájának meghatározása. Atomok kvantumkémiája, a periódusos rendszer. A kvantumkémia számítási módszerei. Az ab-initio számítások általános lépései (a Hamilton-operátor, bázisfüggvények, energiasajátértékek meghatározása, sajátfüggvények kiszámítása, az időfüggő Schrödinger-egyenlet megoldása). Az ab-initio számítások közelítő megoldásai. Nemempirikus és szemiempirikus számítások. All-valence módszerek, a szigma-pi szeparáción alapuló módszerek, egyéb eljárások. Molekulaszerkezet és spektrális tulajdonságok közötti összefüggések, az intramolekuláris energiaáramlás stochastikus elmélete. A spektrum keletkezése (az elektronátmenet kvantumkémiai értelmezése, az átmenet polarizációja).

Elektrokémia

Elektrokémiai és optikai érzékelők

Tematika: A jelképzés és detektálás folyamata. Amperometriás és konduktometriás érzékelők. A potenciometriás érzékelők: klasszikus és "coated-wire" felépítésű elektródok és hordozóik. Üveg-, folyadék-, csapadék-, polimermembrán alapú elektródok. Elektrokémiai méréstechnikák, mûszerek. Az elektródok működését leíró összefüggések. Spektroszkópiai módszerek és eszközök, száloptikás berendezések. Abszorpciós-, reflexiós-, fluoreszcenciás érzékelők. A kémiai érzékelők működése. Polimerek. Lágyítók. Ionoforok. Adalék anyagok. Az érzékelő/minta határfelületi réteg. A szelektivitást befolyásoló tényezők. Működési mechanizmusok. Az elektrokémiai és optikai érzékelők működésének összehasonlítása. pH-, ion-, gázérzékelők. Biokémiai érzékelők. érzékelő anyagok készítése és módosítása. Immobilizálási és membrán készítési eljárások. Védőrétegek, optikai izolálás. Hordozók.

Számítástechnika

Számítástechnika alkalmazása a kémiában

Tematika: Mérési eredmények kiértékelésének numerikus módszerei. Interpoláció. Simítás, simító eljárások. Egyenes illesztési módszerek. Egyenesillesztésre visszavezethető nemlineáris összefüggések. Nemlineáris paraméterbecslés. LKN és Simplex módszer. Korreláció-vizsgálat. Gauss-Newton-Marquardt módszer. Spektrumok felbontása. Kinetikai problémák numerikus megoldása. Differenciál egyenletek és egyenlet rendszerek numerikus megoldása. Többváltozós függvények minimalizálása. Mérési eredmények valósidejű feldolgozása.

Környezeti kémikus szakirányú továbbképzés

l. A képzés célja: A kémia szakos tanárképzés programja a NAT-tal összhangban új kurzussal, a környezeti kémiai ismeretekkel bővülne, mely új megvilágításba helyezi és kibővíti az alapozó szakmai tárgyak által nyújtott környezetvédelmi vonatkozásokat. A fejlesztés egyúttal az egyetemi szintű képzés feltételeinek megteremtéséhez is hozzájárul. A követelmények teljesítése környezeti kémiával kiegészített tanári diplomát adna. Az Országgyûlés által 1995-ben jóváhagyott NAT keretében kiemelt szerepet kapott a környezeti nevelés. Az általános iskolai kémia szakos tanárképzésben nem szerepel környezeti kémiai ismereteket nyűjtó tárgy. Ezért olyan képzés bevezetését tervezzük, mely elősegíti a környezeti kémia, a környezetvédelmi mérések és környezetbarát technológiák tanítását az alapfokú oktatásban. A képzést a tanártovábbképzésben résztvevőknek, évente mintegy 25 fő részére tervezzük. A környezeti kémia oktatása általánosiskolai kémia tanári oklevél megszerzését követően levelező oktatás keretében összesen négy félévben kerülne bevezetésre. Az elméleti tárgyak mellett az összóraszám mintegy 35%-ában a hallgatók gyakorlati képzésben részesülnének. A vizsgakövetelmények teljesítését a diplomába kerülő környezeti kémia specializációt jelző záradék igazolja. Az oktatás általános feltételei adottak. Az alapvető eszközök beszerzése az oktatás fejlesztésére már elnyert pályázatokból (FEFA, 10 Mft) történik. A képzéshez szükséges speciális eszközpark és oktatási segédanyagok további fejlesztését részben saját erőből, részben pályázati úton nyert forrásokból tervezzük finanszírozni.

Fizikai kémiai tantárgyak

A műszeres analízis fizikai kémiai alapjai

Előadó: Dr. Kunsági-Máté Sándor egy. doc.
Tematika: Elméleti alapok: Az elektromágneses sugárzás. Fény és anyag kölcsönhatása. Polarizáció. Jablonski-diagram. Elektronszerkezet. Spektrumok. Fermi nívó. Elektronsáv színképek. Elektronsáv rendszerek vibrációs szerkezete. A sávok intenzitása. Multiplett sávok szerkezete. Raman effektus. Az anyagszerkezeti vizsgáló módszerek: Fotometriás módszerek. A fluoreszcencia mérési módszerei. Fluoreszcencia polarizációs módszerek. A mérési eredmények értékelése: Abszorpciós spektrumok felbontása. Molekulakonformáció és optikai tulajdonságok. Kiválasztási szabályok. Elektrolitok vezetése. Hatátfelületi elektromosjelenségek. Az elektródpotenciál. A Nernst-egyenlet és termodinamikai levezetése. A diffóziós potenciál. Töltésátvitel fázishatáron. Elektrokémiai redukció és oxidáció. A polarográfia alapjai, az Ilkovic-egyenlet.

Mérési eredmények értékelése a matematikai statisztika módszereivel

Előadó: Dr. Kunsági Máté Sándor egy. doc.
A tárgy célja: A tantárgy célja gyakorlati példákon keresztül bemutatni a mérési eredmények kiértékelésének, folyamatok szimulációjának számítástechnikai alapjait.
Tematika: Mérési eredmények kiértékelésének numerikus módszerei. Interpoláció. Simítás, simító eljárások. Egyenes illesztési módszerek. Egyenesillesztésre visszavezethetô nemlineáris összefiiggések. Nemlineáris paraméterbecslés. LKN és Simplex módszer. Korreláció-vizsgálat. Gauss-Newton-Marquardt módszer. Spektrumok felbontása. Kinetikai problémák numerikus megoldása. Differenciál egyenletek és egyenlet rendszerek numerikus megoldása. Többváltozós függvények minimalizálása. Mérési eredmények valósidejű feldolgozása.

Műszeres analitika I. (Elektroanalitika)

A tárgy előadója: Dr. Nagy Géza egy. tanár
A tárgy célja: A tárgy célja bemutatni a modern műszeres elektroanalitikai eljárásokat és ezek eszközeit.
Tematika: A jelképzés és detektálás folyamata az elektrokémiában. Potenciometria. Konduktometria. Biamperometria. A polarográfia alapjai. Coulometria. Amperometriás és konduktometriás érzékelők. A potenciometriás érzékelők: klasszikus és "coated-wire" felépítésű elektródok és hordozóik. Üveg-, folyadék-, csapadék-, polimermembrán alapú elektródok. Elektrokémiai méréstechnikák, műszerek. Az elektródok működését leíró összefüggések. Új amperometriás és voltametriás detektálási eljárások és műszereik.
Elektroanalitika gyakorlat tematika: Potenciometriás titrálás: erős sav-erős bázis, gyenge sav- erős bázis titrálások. Karbonáttartalom meghatározása potenciometriás titrálásból. Konduktometriás titrálás. Redoxititrálás Pt-elektródos és biamperometriás végpontjelzéssel. Nehézfém ionok meghatározása polarográfásan. Potenciometriás ionszelektív elektródok paramétereinek vizsgálata.

Műszeres analitika II. (Optikai módszerek)

A tárgy előadója: Dr. Kunsági-Máté Sándor egy. doc.
A tárgy célja: A tárgy célja bemutatni a fény-anyag kölcsönhatáson alapuló modern műszeres analitikai eljárásokat és ezek eszközeit.
Tematika: Atomspektroszkópiai módszerek. Molekulaspektroszkópiai módszerek. UV-látható fotometria. IR-fotometria. Fluoreszcenciás analízis. Kemilumineszcenciás módszerek. Direkt és indirekt módszerek a fotometriában. Fotometriás nyomelemzési módszerek. Kalibrációs technikák. Differenciál spektroszkópia. Mintavételezés és előkészítés spektrofotometriás analízisekhez.
Optikai módszerek gyakorlat tematika: Fotometriás titrálás. Fémionok (komplexek) fotometriás meghatározása. Fémionok fluoreszcenciás meghatározása Fémionok atomabszorpciós meghatározása.

Szelektív optikai érzékelők

A tárgy előadója: Dr. Kovács Barna egy. adj.
A tárgy célja: A tárgy célja bemutatni a modern analitikában alkalmazott kémiai érzékelők felépítését, működésük fizikai kémiai alapjait, alkalmazásai területeiket.
Tematika: Spektroszkópiai módszerek és eszközök, száloptikás berendezések. Abszorpciós-, reflexiós-, fluoreszcenciás érzékelők. Az optikai kémiai érzékelők működése. Polimerek. Lágyítók. Ionoforok. Adalék anyagok. Az érzékelő/minta határfelületi réteg. A szelektivitást befolyásoló tényezők. Működési mechanizmusok. Az elektrokémiai és optikai érzékelők működésének összehasonlítása. pH-, ion-, gázérzékelők. Biokémiai érzékelők. Érzékelő anyagok készítése és módosítása. Immobilizálási és membrán készítési eljárások. Védőrétegek, optikai izolálás. Hordozók.