Fyzikální chemie je interdisciplinární předmět využívající poznatků fyziky, chemie, elektrochemie a kvantové mechaniky pro popis vlastností sloučenin na molekulární úrovni. Tento předmět poskytuje studentům potřebné teoretické základy oboru a znalosti principů fyzikálně-chemických měřicích metodik. 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: Pullmannová Petra, Mgr., Ph.D. (16.02.2024)
Physical chemistry is a multidisciplinary subject employing the knowledge of physics, chemistry, electrochemistry and quantum mechanics for the description of substances on the molecular level. This subject provides a necessary theoretical basis and enables students to acquire knowledge of principles of physical-chemical methods of measurement. This subject affords a fundamental knowledge necessary in study of follow-up subjects from the area of natural sciences as well as pharmaceutical disciplines. Topics: Introduction to the subject, Intermolecular forces and states of matter, Physico-chemical properties of substances, Photochemistry, Thermodynamics, Chemical equilibrium, Phase equilibrium, Reaction kinetics, Electrochemistry, Colloidal systems.
Poslední úprava: Pullmannová Petra, Mgr., Ph.D. (16.02.2024)
Podmínky zakončení předmětu -
Podmínkou udělení zápočtu je splnění následujících podmínek:
Absolvování všech úloh v praktických cvičeních, které posluchači přísluší podle rozvrhu. Úlohy zameškané z jakéhokoli důvodu je třeba nahradit ve zvlášť určených termínech.
Úspěšné odevzdání protokolů z absolvovaných úloh.
Úspěšné absolvování zápočtového testu. Zápočtový test sestává ze dvou výpočtových příkladů (každý po 25-ti bodech). Pro úspěšné absolvování testu je potřeba získat minimálně 20 bodů.
Poslední úprava: Pullmannová Petra, Mgr., Ph.D. (16.02.2024)
Following conditions need to be fulfilled to gain the credit:
1. Completing all the tasks in the practical classes. Tasks missed for any reason need to be replaced in specially specified terms. 2. Successful submission of protocols from completed tasks. 3. Passing the credit test. The credit test consists of 2 computational tasks (for 25 points each, i.e. 50 points altogether). To pass the test, a student needs to obtain at least 20 points.
Poslední úprava: Pullmannová Petra, Mgr., Ph.D. (16.02.2024)
Literatura
Povinná:
Kubíček, Vladimír. Výpočty z fyzikální chemie I. Praha: Karolinum, 2010, 71 s. ISBN 978-80-246-1806-7.
Kubíček, Vladimír. Praktická cvičení z fyzikální chemie. Praha: Karolinum, 2013, 58 s. ISBN 978-80-246-2203-3.
Lázníčková, Alice, Kubíček, Vladimír. Základy fyzikální chemie: vybrané kapitoly pro posluchače Farmaceutické fakulty. Praha: Karolinum, 2014, 168 s. ISBN 978-80-246-2791-5.
Poslední úprava: prepocet_literatura.php (19.09.2024)
Sylabus -
Úvod do předmětu
Náplň Fyzikální chemie a její vztah k chemickým, biologickým a farmaceutickým disciplínám.
absorpce elektromagnetického záření, Lambertův-Beerův zákon
atomová spektra absorpční a emisní
absorpce světla molekulami v UV, VIS a IČ oblasti elektromagnetického záření
hmotnostní spektrometrie
emisní molekulová spektra (Ramanův jev, fluorescence a fosforescence)
fotochemické reakce.
Termodynamika
0. věta termodynamiky, teplota.
1. věta termodynamiky, pojem vnitřní energie a enthalpie, standardní stav, definice termochemických parametrů, termochemické zákony.
2. věta termodynamiky, pojem entropie, vratné a nevratné děje, Gibbsova a Helmholtzova funkce, spojené formulace 1. a 2. věty, 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, van´t Hoffovy rovnice.
Fázové rovnováhy
Gibssův zákon fází, jednosložkové soustavy, fázový diagram, Clausiova-Clapeyronova rovnice.
reaction rate, molecularity, mechanisms and order of a reaction,
simplex reactions, reactions of 0th, 1st, 2nd and n-th order of reaction, rate constant, reaction half-life, determination of an order of a reaction
dependence of the reaction rate on the temperature: Arrhenius’s equation, activation energy, reaction coordinates, the rate-determining step of a reaction
effect of other factors on the reaction rate, catalysis
kinetic and thermodynamic control of a reaction
Electrochemistry, ionic equilibria
equilibria electrolyte solutions, characteristics of electrolytes, degree of dissociation
Arrhenius classical theory
specific and molar conductivity of electrolytes
activity, activity coefficient, ionic strength, Debye-Hückel’s limiting law
autoprotolysis of water, pH in aqueous and non-aqueous media, theories of acids and bases
dissociation of weak acids and bases, calculation of their pH, Ostwald´s law
buffers, mechanism of their action, Henderson-Hasselbalch equations, buffer capacity
hydrolysis of salts, hydrolytic constant and calculation of pH of salt solutions
amphoteric electrolytes, isoelectric point
acid-base indicators
solubility of slightly soluble salts, solubility product
Electrochemistry, electrochemical methods
conductivity of electrolytes, Kohlrausch law, Arrhenius relation,
Nernst equation, electrode potential of metal/metal-ion system, standard reduction potential
potentiometry, types of electrodes, usage of potentiometry (pH measurement, potentiometric titration)
