Chemia fizyczna

obowiązkowe

Realizowany w sali
Realizowany zdalnie

1. A. Kisza; Elektrochemia I Jonika, WNT Warszawa 2000

2. A. Kisza; Elektrochemia II Elektrodyka, WNT Warszawa 2001

3. A. Danek; Chemia fizyczna, podręcznik dla studentów farmacji; PZWL, Warszawa 1982

4. W. Musiał; Elementy chemii fizycznej dla studentów farmacji i analityki medycznej. Wydawca Uniwersytet Medyczny Wrocław. Wrocław 2016

C1 Opanowanie przez studenta podstawowych zagadnień wchodzących w zakres chemii fizycznej oraz nabycie umiejętności wykorzystania w praktyce praw opisujących zjawiska fizykochemiczne (w oparciu o aparat matematyczny).

C2 Zapoznanie się z różnymi metodami badawczymi i obsługą aparatury stosowanej przy wyznaczaniu różnych wielkości fizykochemicznych.

C3 Nabycie umiejętności interpretacji i opisu wyników eksperymentalnych oraz pracy zespołowej w ramach grupy studenckiej.

C4 Kształtowanie umiejętności wypowiedzi i dyskusji w grupie.

Treści kształcenia zawierają następującą tematykę:

Forma zajęć Wykład (W)

W01. Termodynamika gazu doskonałego, równanie stanu gazu doskonałego, ciśnienie cząstkowe.

W02. Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej: układ, faza, otoczenie, stan układu, funkcje stanu (energia, entalpia itd) oraz związki pomiędzy nimi, parametry stanu.

W03. I zasada termodynamiki – energii wewnętrznej, praca i ciepło, ciepło właściwe; termochemia; prawo Hessa, prawo Kirchhoffa, II zasada termodynamiki; entropia. procesy nieodwracalne i odwracalne; pojęcie energii swobodnej i entalpii swobodnej, powinowactwo chemiczne, potencjał chemiczny, prawo działania mas.

W04. Związek entalpii swobodnej i stałej równowagi chemicznej, izoterma van‘t Hoffa; Reguła przekory (ruchomej równowagi); Termodynamiczne kryteria równowagi chemicznej, stałe równowagi, wpływ temperatury i ciśnienia na stan równowagi.

W05. Charakterystyka stanu ciekłego, gęstość, lepkość, napięcie powierzchniowe, parachora.

W06. Równowagi fazowe w układach jedno- i wieloskładnikowych: reguła faz, diagramy fazowe, procesy parowania, destylacji, rektyfikacji, krystalizacji i ekstrakcji.

W07. Oddziaływania międzycząsteczkowe, adsorpcja, efekt hydrofobowy, zjawiska międzyfazowe, adhezja i kohezja. Adsorpcja na powierzchni cieczy i faz stałych, izotermy adsorpcji.

W08. Elektrolity, roztwory elektrolitów, przewodnictwo i jego pomiar; Zależność przewodnictwa od stężenia, rodzaje, prawa i reguły dotyczące przewodnictwa, liczby przenoszenia.

W09. Praktyczne zastosowania pomiarów przewodnictwa - konduktometria: miareczkowanie konduktometryczne, śledzenie przebiegu reakcji jonowych, wyznaczanie wielkości termodynamicznych.

W10. Teoria oddziaływań międzyjonowych: aktywności i współczynniki aktywności, prawo mocy jonowej, Teoria Debye’a – Hückela; Teoria asocjacji jonowej Bjerruma; Zjawisko solwatacji. Teoria solwatacji; Teorie kwasów i zasad.

W11. Warstwa podwójna, ogniwa, elektroliza, zjawiska elektrokinetyczne (np. elektroforeza).

W12. Układy koloidalne: właściwości optyczne i elektryczne. Zjawisko osmozy.

W13. Kinetyka: Definicje i podstawowe pojęcia: Szybkość reakcji chemicznej, rząd i cząsteczkowość reakcji, równanie kinetyczne i całkowe.

W14. Klasyfikacja reakcji chemicznych według różnych kryteriów, metody wyznaczania rzędu reakcji, mechanizm reakcji, czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznych; wpływ temperatury na szybkość reakcji (równanie Arrheniusa).

W15. Kataliza, kinetyka reakcji enzymatycznych; kataliza enzymatyczna mechanizmy, teorie katalizy enzymatycznej; Inhibicja reakcji enzymatycznych, mechanizmy i kryteria rozróżniania.

Forma zajęć Konwersatorium (K)

K01 Sprawy organizacyjne; Gazy, przemiany gazowe.

K02 I zasada termodynamiki.

K03 Termochemia.

K04 II zasada termodynamiki; entropia, entalpia swobodna przemiany.

K05 Obliczanie stopni przemiany i stałych równowagi, reguła przekory.

K06 Termodynamika przemian fazowych i równowagi fazowe.

K07 Właściwości koligatywne roztworów.

K08 Przewodnictwo elektrolitów; Teoria elektrolitów i jej zastosowanie.

K09 Termodynamika elektrolitów; Równowagi jonowe.

K10 Ogniwa galwaniczne; Siła elektromotoryczna ogniw a termodynamika reakcji, elektroliza.

K11 Równanie kinetyczne i całkowe reakcji chemicznych.

K12 Reakcje nieodwracalne - wyznaczanie rzędu i stałej szybkości reakcji.

K13 Wpływ temperatury na szybkość reakcji, równanie Arrheniusa, energia aktywacji; teorie szybkości reakcji chemicznych.

K14 Kinetyka reakcji enzymatycznych.

Forma zajęć Laboratorium (L)

L01 Bezpieczeństwo i higiena pracy w pracowni fizykochemicznej. Obowiązujące zarządzenia. Metodologia pomiaru wielkości fizycznych. Podstawowe umiejętności i techniki związane z prezentacją koncepcji i wyników badań.

L02 Wyznaczanie entalpii spalania substancji organicznej.

L03 Wyznaczanie współczynnika podziału (ekstrakcja jednokrotna i wielokrotna).

L04 Wyznaczanie punktu izoelektrycznego białka metodą lepkościową.

L05 Badanie zależności lepkości cieczy od temperatury. Wyznaczanie energii aktywacji lepkości.

L06 Wyznaczanie izotermy adsorpcji Gibbsa dla roztworów metanolu w wodzie (metoda stalagmometryczna).

L07 Badanie adsorpcji kwasu octowego na węglu aktywnym.

L08 Badanie wpływu stężenia katalizatora na kinetykę inwersji sacharozy (metoda polarymetryczna).

L09 Określanie składu związku kompleksowego metodą spektrofotometryczną.

L10 Badanie kinetyki transportu przez błony (wyznaczanie współczynnika dyfuzji barwnika przez błonę półprzepuszczalną).

L11 Wyznaczanie masy molowej substancji metodą ebuliometryczną.

L12 Zastosowanie pomiaru przewodności elektrolitów

L13 Kinetyka reakcji hydrolizy estru-kataliza kwasowa

L14 Wyznaczanie refrakcji molowej i badanie jej właściwości addytywnych na przykładzie wodnych roztworów sacharozy.

1. K. Pigoń, Z. Ruziewicz; Chemia Fizyczna, Tom 1 podstawy fenomenologiczne, Tom 2 fizykochemia molekularna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005

2. P.W. Atkins; Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN,

Warszawa 2016

3. T. W. Hermann: Chemia fizyczna, podręcznik dla studentów farmacji i analityki medycznej. WL PZWL, Warszawa 2017

4. A.Bielański, K.Gumiński , B. Kamieński, K. Pigoń, L. Sobczyk (red); Chemia fizyczna PWN Warszawa 1980

5. A.Kisza, P. Freundlich; Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej; Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2004

6. Chemia fizyczna. 3, Obliczenia fizykochemiczne / J. Demichowicz-Pigoniowa, A. Olszowski ; [pod red. A. Olszowskiego, L. Komorowskiego]. Warszawa : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010. ISBN 978-83-01-16056-2

7. Chemia fizyczna. 4, Laboratorium fizykochemiczne / red. nauk. L. Komorowski, A. Olszowski. Warszawa : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013. ISBN 978-83-01-17225-1

8. A.Kisza, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2007

9. Podręcznik do ćwiczeń z chemii fizycznej dla studentów farmacji/ pod red. A. Danka; PZWL; Warszawa 1987

Efekty uczenia się:

Wiedza

EKW1. Zna metodykę pomiarów wielkości biofizycznych. (B.W3.) (P7S_WG)

EKW2. Zna rodzaje i właściwości roztworów. (B.W7.) (P7S_WG)

EKW3. Zna kryteria wyboru metody analitycznej (klasycznej i instrumentalnej) (B.W13.) (P7S_WG)

EKW4. Zna zasady walidacji metody analitycznej. (B.W14.) (P7S_WG)

EKW5. Zna podstawy termodynamiki i kinetyki chemicznej. (B.W15.) (P7S_WG)

EKW6. Zna mechanizmy katalizy, fizykochemię układów wielofazowych i zjawisk powierzchniowych oraz podstawy elektrochemii. (B.W16.) (P7S_WG)

Umiejętności

EKU1. Mierzy lub wyznacza wielkości fizyczne, biofizyczne i fizykochemiczne z zastosowaniem odpowiedniej aparatury laboratoryjnej oraz wykonuje obliczenia fizyczne i chemiczne. (B.U1.) (P7S_UW)

EKU2. Przeprowadza badania kinetyki reakcji chemicznych. (B.U8.) (P7S_UW)

EKU3. Wykorzystuje narzędzia matematyczne, statystyczne i informatyczne do opracowywania, interpretacji i przedstawiania wyników doświadczeń, analiz i pomiarów. (B.U11) (P7S_UW)

EKU4. Stosuje narzędzia informatyczne do opracowywania i przedstawiania danych oraz twórczego rozwiązywania problemów. (B.U12.) (P7S_UW)

Kompetencje społeczne (postawy)

EKK1 Posiada nawyk korzystania z technologii informacyjnych do wyszukiwania i selekcjonowania informacji. 1.3.7 P7S_KK

EKK2 Wyciąga i formułuje wnioski z własnych pomiarów i obserwacji. 1.3.8 P7S_KK

Metody dydaktyczne:

M1 Wykład z prezentacją multimedialną wykonaną w programie Microsoft Office PowerPoint.

M2 Dyskusja dydaktyczna związana z wykładem, rozwiązywanie zadań.

M3 Przygotowanie teoretyczne i metodyczne do wykonania ćwiczenia

M4 Ćwiczenia laboratoryjne: opracowanie sprawozdania z wykonanych ćwiczeń.

M5 Konsultacje organizowane w indywidualnych przypadkach

Sposoby oceny :

OF1 Obecność na wykładach

OF2 Zaliczenie kolokwiów na konwersatorium; Aktywność na zajęciach;

OF3 Wykonanie 13 ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie 13 kolokwiów i zaliczenie 13 sprawozdań z wykonanych ćwiczeń

OP1 egzamin

OP2 Średnia ocen formujących

OP3 Średnia ocen formujących

Warunki zaliczenia przedmiotu:

Wykład Zaliczenie przedmiotu Egzamin

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej z laboratorium.

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej z konwersatorium.

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej z egzaminu – próg zaliczeniowy 60% punktów z zadań.

Konwersatorium. Zaliczenie z oceną. Zaliczenie pisemnych kolokwiów – próg zaliczeniowy 60% sumarycznej liczby punktów uzyskanych podczas kolokwiów.

Laboratorium. Zaliczenie z oceną. Wykonanie praktyczne ćwiczeń laboratoryjnych i przygotowanie sprawozdań – próg zaliczeniowy 60% oceny końcowej.

Zaliczenie teoretyczne ćwiczeń, sprawdzian pisemny – próg zaliczeniowy 60% oceny końcowej.

Wykład. Zaliczenie Egzamin

Obecność; egzamin testowy

Test. Ocenę końcową ustala się na podstawie procentowej liczby uzyskanych punktów.

Oceny: dost (3.0); dost plus (3.5); dobry (4.0); dobry plus (4.5); bardzo dobry (5.0) otrzymują Ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 60%, 68%, 76%, 84%, 92% sumarycznej maksymalnej liczby punktów z testu.

Laboratorium. Zaliczenie z oceną

Wykonanie 13 ćwiczeń laboratoryjnych z godnie z harmonogramem, zaliczenie 13 kolokwiów i zaliczenie 13 sprawozdań z wykonanych ćwiczeń. Każde sprawozdanie i kolokwium oceniane jest na 10 punktów. Maksymalna ilość punktów zatem to 260.

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują Ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 60%, 68%, 76%, 84%, 92% sumarycznej maksymalnej liczby punktów z oddanych sprawozdań i kolokwiów.

Konwersatorium. Zaliczenie z oceną.

Zaliczenie kolokwiów na seminarium; Aktywność na zajęciach;

Na każdych zajęciach począwszy od 3 tygodnia (1 krótkie zadanie testowe/teoretyczne lub obliczeniowe z tematyki poprzednich zajęć) – max. 5 pkt za każdy sprawdzian. Za rozwiązanie zadania przy tablicy – 1 pkt. (plus); za brak przygotowania: 1 pkt ujemny (minus);

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują Ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 60%, 68%, 76%, 84%, 92% sumarycznej maksymalnej liczby punktów z kolokwiów.