PředmětyPředměty(verze: 875)
Předmět, akademický rok 2020/2021
  
Fyzikální chemie - GB061
Anglický název: Physical Chemistry
Zajišťuje: Katedra biofyziky a fyzikální chemie (16-16110)
Fakulta: Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
Platnost: od 2018
Semestr: letní
Body: 0
E-Kredity: 6
Způsob provedení zkoušky: letní s.:písemná
Rozsah, examinace: letní s.:28/42 Z+Zk [hodiny/semestr]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Je zajišťováno předmětem: GF199
Vysvětlení: (ZB, prez.1.r.)
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Ing. Vladimír Kubíček, CSc.
Kategorizace předmětu: Farmacie >
Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: doc. PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D. (19.12.2017)
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.
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: RNDr. Václav Koula (06.02.2018)

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 tří výpočtových příkladů (jeden hodnocen 10-ti body, zbylé dva po 20-ti bodech). Pro úspěšné absolvování testu je potřeba získat minimálně 20 bodů.
Literatura
Poslední úprava: doc. PharmDr. Veronika Nováková, Ph.D. (19.12.2017)

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.

Sylabus -
Poslední úprava: RNDr. Václav Koula (06.02.2018)

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, polymorfie, izomorfie
  • izotropie, anizotropie, 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
  • nukleární magnetická rezonance
  • hmotnostní spektrometrie
  • 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, van´t Hoffovy rovnice

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.

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
  • Určení t - x křivky binárních směsí kapalin Sivolobovovou metodou
  • 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
Studijní opory
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK