PředmětyPředměty(verze: 953)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Physical Chemistry - GAF199
Anglický název: Physical Chemistry
Zajišťuje: Katedra biofyziky a fyzikální chemie (16-16110)
Fakulta: Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
Platnost: od 2023 do 2023
Semestr: letní
Body: 0
E-Kredity: 5
Způsob provedení zkoušky: letní s.:písemná
Rozsah, examinace: letní s.:28/28, Z+Zk [HS]
Počet míst: neomezen / 90 (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Kompetence:  
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Vysvětlení: (F,1.r.)
Poznámka: odhlásit z termínu zkoušky při nesplněné rekvizitě
předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Mgr. Jana Pavlíková Přecechtělová, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Farmacie >
Korekvizity : GAF105
Je prerekvizitou pro: GAF308
Anotace -
Fyzikální chemie je interdisciplinární předmět využívající poznatků fyziky, chemie, elektrochemie a kvantové mechaniky pro popis vlastností sloučenin na úrovni molekulární i makroskopické. Tento předmět poskytuje studentům potřebné teoretické základy oboru a znalosti principů fyzikálně-chemických měřicích metod. Jedná se o přípravný předmět, který má za cíl připravit studenty pro výuku navazujících disciplín obecně přírodovědného základu i disciplín čistě farmaceutických. Témata: Úvod do předmětu, Mezimolekulové síly a stavy hmoty, Fyzikální vlastnosti látek, fotochemie, Termodynamika, Chemické rovnováhy, Fázové rovnováhy, Reakční kinetika, Elektrochemie, Koloidní systémy.
Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (18.02.2024)
Podmínky zakončení předmětu -

Podmínkou udělení zápočtu je splnění následujících podmínek:

1. Absolvování všech úloh v praktických cvičeních, které posluchači přísluší podle rozvrhu. Úlohy zameškané z jakéhokoli důvodu je třeba nahradit ve zvlášť určených termínech.

2. Úspěšné odevzdání protokolů z absolvovaných úloh.

3. Úspěšné absolvování zápočtového testu. Zápočtový test sestává ze dvou výpočtových příkladů (oba hodnoceny po 25-ti bodech). Pro úspěšné absolvování testu je potřeba získat minimálně 20 bodů.

Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (18.02.2024)
Literatura -

Povinná:

  • Lázníčková A., Kubíček V.. Physical Chemistry. : Charles University, Faculty of Pharmacy, 1998, s. ISBN .
  • Kubíček V., Lázníčková A.. Practical Training by Physical Chemistry. : Charles University, Faculty of Pharmacy, 2001, s. ISBN .

Doporučená:

  • Atkins, P. W.. Physical chemistry. Oxford: Oxford University Press, 1990, 995 s. ISBN .

Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (18.02.2024)
Sylabus -

Úvod do předmětu

  • Náplň Fyzikální chemie a její vztah k chemickým, biologickým a farmaceutickým disciplínám.

Mezimolekulové síly a stavy hmoty

  • vazebné a nevazebné interakce

  • krystalografie, rentgenová difrakce,

  • izotropie, anizotropie, polymorfie, izomorfie, kapalné krystaly.

Fyzikální vlastnosti látek, fotochemie

  • Polarita látek, dipólový moment, relativní permitivita

  • absorpce elektromagnetického záření, Lambertův-Beerův zákon

  • atomová spektra absorpční a emisní

  • absorpce světla molekulami v UV, VIS a IČ oblasti elektromagnetického záření

  • emisní molekulová spektra (Ramanův jev, fluorescence a fosforescence)

  • fotochemické reakce.

Termodynamika

  • 1. věta termodynamiky, pojem vnitřní energie a enthalpie, standartní stav, definice termochemických parametrů, termochemické zákony, závislost reakčního tepla na teplotě

  • 2. věta termodynamiky, pojem entropie, vratné a nevratné děje, Gibbsova a Helmholtzova funkce, spojené formulace 1. a 2. věty, chemický potenciál, obecná podmínka rovnováhy

  • 3. věta termodynamiky.

 Chemické rovnováhy

  • Rovnovážná konstanta, rovnovážný stupeň konverze a jeho ovlivnění reakčními podmínkami, le Chatelierův princip

  • standardní změna Gibbsovy energie při reakci, závislost rovnovážné konstanty na teplotě.

Fázové rovnováhy

  • Gibssův zákon fází, typy soustav

  • jednosložkové rovnováhy, Clapeyronova a Clausiova-Clapeyronova rovnice

  • dvousložkové soustavy, Henryho zákon, omezeně mísitelné kapaliny

  • rozpustnost tuhých látek, soustava tuhá látka - rozpouštědlo, taveniny

  • Raoultův zákon a jeho využití, kryoskopie a ebulioskopie, osmotický tlak

  • třísložkové soustavy, Nernstův rozdělovací zákon, extrakce

  • trojúhelníkový diagram, soustava tří kapalin

  • jevy na fázovém rozhraní, principy chromatografických metod

  • základní metodiky termické analýzy.

Reakční kinetika

  • rychlost reakce, molekularita a řád reakce, reakční mechanismus,

  • jednoduché jednosměrné reakce, reakce 0., 1. 2. a n-tého řádu, rychlostní konstanta, poločas reakce, stanovení řádu reakce

  • vliv teploty a dalších faktorů na reakční rychlost

  • kinetika simultánních reakcí

  • heterogenní reakce, katalýza
  • teorie chemické kinetiky.

Elektrochemie

  • Rovnováhy v roztocích elektrolytů, charakteristika elektrolytů, stupeň disociace

  • Arrheniova teorie

  • specifická a molární vodivost elektrolytů

  • aktivita, aktivitní koeficient, iontová síla, Debye-Hückelův limitní vztah

  • disociace vody, pojem pH ve vodných a nevodných prostředích, teorie kyselin a zásad

  • disociace slabých kyselin a zásad, výpočet jejich pH, Ostwaldův zřeďovací zákon

  • tlumivé roztoky (pufry), mechanismus působení, Hendersonova-Hasselbalchova rovnice, kapacita pufrů

  • hydrolýza solí, hydrolytická konstanta a výpočet pH solí

  • amfoterní elektrolyty, izoelektrický bod

  • acidobazické indikátory

  • rozpustnost sraženin, součin rozpustnosti

  • transportní děje v roztocích elektrolytů, vodivost elektrolytů, Kohlrauschův zákon, Arrheniův vztah

  • potenciál elektrody v roztoku vlastních iontů, oxidačne-redukční potenciál, typy elektrod

  • galvanické články a měření EMN, kapalinový potenciál, fyziologický potenciál

  • elektrolýza, Faradayovy zákony, polarizace, princip polarografie a příbuzné moderní elektrochemické metody.

Koloidní systémy

  • rozdělení a charakterizace koloidních systémů

  • lyofilní, lyofobní a asociační koloidy

  • optické, kinetické a elektrické vlastnosti koloidů

  • suspenze, mezifázové vlastnosti, tvorba suspenzí, sedimentace

  • emulze, typy emulzí, teorie jejich tvorby a stabilita

  • kapalné povrchy, povrchové a mezipovrchové napětí

  • adsorpce v kapalném mezifází, povrchově aktivní látky, systém hydrofilně-lipofilní

  • elektrická dvojvrstva, Nernstův a zeta potenciál, vliv elektrolytů.

 

Praktická cvičení

  • Určení relativní molekulové hmotnosti Rastovou metodou

  • Určení binodální křivky v ternární soustavě s jedním párem omezeně mísitelných kapalin

  • Určení rozdělovacího koeficientu látky

  • Studium kinetiky rozkladu acetylsalicylové kyseliny (kinetika I. řádu)

  • Studium kinetiky rozkladu octanu etylnatého v alkalickém prostředí (kinetika II. řádu)

  • Stanovení disociační konstanty slabé kyseliny potenciometricky

  • Stanovení disociační konstanty slabé kyseliny nebo báze konduktometricky

  • Měření elektrodového potenciálu a formálního oxidačně-redukčního potenciálu

  • Stanovení kritické micelární koncentrace

  • Určení disociační konstanty acidobazického indikátoru spektrofotometricky

 

Semináře a výpočty modelových příkladů

  • koncentrace roztoků

  • pH slabých a středně silných kyselin a zásad, pH pufrů, disociace látek v závislosti na pH

  • elektrodový potenciál, oxidačně-redukční potenciál

  • osmotický tlak

  • rychlost reakce, poločas reakce, Arrheniova rovnice

  • Clausiova-Clapeyronova rovnice, rovnovážná konstanta, van’t Hoffova reakční izobara, van’t Hoffova reakční izoterma

  • termodynamická schůdnost reakce

  • rozdělovací koeficient

  • základní termodynamické veličiny

Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (18.02.2024)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK