|
|
|
||
Fyzikální chemie je interdisciplinární předmět využívající poznatků fyziky, chemie, elektrochemie a kvantové mechaniky pro popis vlastností sloučenin na molekulární úrovni. Tento předmět navazuje na předmět biofyzika. Poskytuje studentům potřebné teoretické základy oboru a znalosti principů fyzikálně-chemických měřících metodik. Jedná se o přípravný předmět, který má za cíl připravit studenty pro výuku navazujících disciplín obecně přírodovědného základu i disciplín čistě farmaceutických.
Témata: Interakce elektromagnetického záření s hmotou, Spektroskopie - principy, Iontové rovnováhy, Jevy na fázovém rozhraní, Elektrochemie a elektrochemické metody, Koloidika a polymery, Reakční kinetika, Nerovnovážné systémy, Biologické membrány a transport látek přes membránu, Principy smyslového vnímání.
Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (15.02.2025)
|
|
||
Podmínkou udělení zápočtu je splnění následujících podmínek:
Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (15.02.2025)
|
|
||
Povinná:
Doporučená:
Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (15.02.2025)
|
|
||
Interakce elektromagnetického záření s hmotou 1. Elektromagnetické záření: elektromagnetická vlna, elektromagnetické spektrum, vlastnosti elektromagnetického vlnění,. 2. Rychlost šíření elektromagnetického záření, světelný paprsek. 3. Huygensův princip. 4. Odraz světla. 5. Lom světla, Abbého refraktometr. 6. Ohyb světla, disperze světla. 7. Rentgenová difrakce, Braggův zákon, rentgenová krystalografie. 8. Geometrická (paprsková) optika; zrcadla, čočky. 9. Youngův experiment. 10. Polarizované světlo, kruhový polarimetr. 11. Kvantová optika, energie fotonu. 12. Fotoelektrický jev.
Spektroskopie - principy 1. Spektroskopie. Spektrum. 2. Lambert-Beerův zákon, absorbance, transmitance. 3. Atomová spektroskopie: interpretace pomocí Bohrova modelu atomu, absorpční spektra, emisní spektra. 4. Úvod do molekulové spektroskopie: elektronové, vibrační a rotační energetické hladiny. Oblasti elektromagnetického spektra a spektroskopické techniky, které je využívají. 5. UV-VIS spektroskopie: molekulové orbitaly, diagram molekulových orbitalů v molekule vodíku, elektronové přechody, vlivy substituentů, konjungace a rozpouštědla, komplementární barvy. 6. Úvod do vibrační spektroskopie: potenciál a energetické hladiny harmonického a anharmonického oscilátoru. 7. Infračervená spektroskopie (IČ): výběrové pravidlo pro infračervené přechody, normální mody víceatomových molekul, oblast charakteristických vibrací a oblast otisku palce v infračerveném spektru. 8. Ramanova spektroskopie: výběrové pravidlo pro Ramanovy přechody, Stokesův a anti-Stokesův posun, výběrové pravidlo pro Ramanovy přechody. 9. Luminiscenční spektroskopie: fluorescence, fosforescence, Jablonskiho diagram, multiplicita stavu. 10. NMR spektroskopie v kontextu ostatních spektroskopických metod - čím se NMR liší?
Iontové rovnováhy I a II 1. Charakteristika elektrolytů, stupeň disociace, Arrheniova teorie. Arrheniův vztah pro stupeň disociace. 2. Aktivita, aktivitní koeficient, iontová síla roztoků, Debye-Hűckelova teorie. Vztahy pro výpočet aktivitních koeficientů. 3. Disociace slabých kyselin a zásad, výpočet jejich pH, Ostwaldův zřeďovací zákon. 4. Hydrolýza solí, hydrolytická konstanta, výpočet pH solí. 5. Pufry, mechanismus působení, Hendersonovy - Hasselbalchovy rovnice. 6. Autoprotolýza vody, pH, teorie kyselin a zásad (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis). 7. Amfoterní elektrolyty, isoelektrický bod. 8. Acidobazické indikátory. 9. Součin rozpustnosti, rozpustnost sraženin.
Jevy na fázovém rozhraní 1. Pevná a kapalná fázová rozhraní. 2. Povrchové napětí. 3. Adsorpce v kapalném mezifází, povrchově aktivní látky, systém hydrofilně-lipofilní. 4. Jevy na fázovém rozhraní částic, vliv elektrolytů, principy chromatografických metod. 5. Pozitivní a negativní adsorpce na povrchu kapaliny. 6. Mezifázové napětí. 7. Napětí působící v místě styku tří fází. 8. Kontaktní úhel. 9. Rozprostírací koeficient.
Elektrochemie, elektrochemické metody I a II 1. Vodivost elektrolytů, její koncentrační závislost, Kohlrauschův zákon o nezávislém putování iontů. Pohyblivost iontů v elektrickém poli. 2. Měření vodivosti, využití vodivostních měření. 3. Vznik elektrodového potenciálu. Nernstova rovnice. Tabelace elektrodových potenciálů. 4. Potenciometrie a její využití. 5. Typy elektrod, Donnanův potenciál. 6. Galvanické články a měření EMN. Vztah mezi EMN° a Gibbsovou energií. 7. Elektrolýza, Faradayovy zákony. 8. Látkový tok, difúze (Fickův zákon). 9. Další transportní děje v roztocích, Nernstova - Planckova rovnice.
Koloidika, polymery 1. Typy rozdělení a charakterizaci koloidních systémů. 2. Lyofilní, lyofobní a asociační koloidy. 3. Optické, kinetické a elektrické vlastnosti koloidů. 4. Suspenze, mezifázové vlastnosti, tvorba suspenzí, sedimentace 5. Emulze, typy emulzí, teorie jejich tvorby a stabilita. 8. Micely, kritická micelární koncentrace. 9. Sedimentace částic. 10. Monomerní složení polymerů. 11. Struktura polymerů a kopolymerů. 12. Krystalické a amorfní oblasti polymerů. 13. Fyzikální vlastnosti polymerů. 14. Skelný přechod polymerů. 15. Rozpustnost polymerů.
Reakční kinetika 1. Průměrná a okamžitá rychlost chemické reakce, jednotky rychlosti, rychlostní konstanta a její jednotky, dílčí a celkový řád reakce. 2. Reakce 0. řádu: diferenciální a integrovaný tvar rychlostní rovnice, graf závislosti okamžité koncentrace a rychlosti na čase, grafické stanovení rychlostní konstanty, výpočet a grafické stanovení poločasu reakce. 3. Reakce 1. řádu: diferenciální a integrovaný tvar rychlostní rovnice, graf závislosti okamžité koncentrace a logaritmu okamžité koncentrace na čase, grafické stanovení rychlostní konstanty, výpočet a grafické stanovení poločasu reakce. 4. Reakce 2. řádu: diferenciální a integrovaný tvar rychlostní rovnice, graf závislosti okamžité koncentrace a převrácené hodnoty okamžité koncentrace na čase, grafické stanovení rychlostní konstanty, výpočet a grafické stanovení poločasu reakce 5. Závislost reakční rychlosti na teplotě, Arrheniova rovnice: exponenciální a linearizovaný tvar, aktivační energie, reakční koordináta, rychlost určující krok. 6. Kineticky a termodynamicky řízené reakce.
Nerovnovážné systémy 1. Nerovnovážný, stacionární a rovnovážný systém. 2. Proud veličiny, tok veličiny, gradient veličiny. 3. Transportní děje. 4. Křížové efekty v systémech, kde existuje více než jeden gradient. 5. Difúze v kapalném prostředí. 6. 1. Fickův zákon. 7. Stokesova-Einsteinova rovnice. 8. 2. Fickův zákon. 9. Difúze v jiném než kapalném prostředí. 10. Rozpouštění tuhé látky. 11. Termodynamicky nestabilní systémy.
Biologické membrány a transport látek přes membránu 1. Membrány – struktura, funkce. 2. Lipidová dvojvrstva. 3. Lipidy v biologických membránách. 4. Lipozomy. 5. Peroxidace lipidů. 6. Bílkoviny v biologických membránách. 7. Aktivní a pasivní transport látek přes membránu. 8. Difúze prostá, přes membránu, difúze nabitých částic. 9. Rozdělovací koeficient. 10. Osmóza. 11. Donnanova rovnováha. 12. Aktivní a vezikulární transport. 13. Sekundární aktivní transport. 14. Systém kompartmentů.
Principy smyslového vnímání 1. Smyslové vnímání, obecná stavba receprotu, smysly. 2. Weberův-Fechnerův zákon a Stevensův zákon. 3. Zrak. Oční světlolomný aparát, akomodace, zraková ostrost. 4. Trichromatická teorie vidění. 5. Molekulární mechanismus vidění, fotochemická reakce. 6. Oční vady. 7. Zvuk, slyšení, teorie slyšení. 8. Akustická impedance. 9. Struktura vnějšího, středního a vnitřního ucha. 10. Cortiho orgán. 11. Vady sluchu. Laboratorní cvičení
Poslední úprava: Pavlíková Přecechtělová Jana, Mgr., Ph.D. (15.02.2025)
|
|
||
https://intranet.faf.cuni.cz/Studijni-materialy/KBFCH/ E-learning Moodle: Fyzikální chemie https://dl1.cuni.cz/course/view.php?id=3610 Vacík, J. Obecná chemie; Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, 2017. Poslední úprava: Pullmannová Petra, Mgr., Ph.D. (16.02.2024)
|