zagadnienia do przygotowania na kolokwium

Pracownia Chemii Fizycznej dla Studentów Biologii I Biotechnologii
ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA NA KOLOKWIUM
I. Zagadnienia szczegółowe dotyczące poszczególnych ćwiczeń.
1.1. Pojęcie napięcia powierzchniowego. Metody oznaczania napięcia powierzchniowego. Napięcie
powierzchniowe roztworów. Substancje powierzchniowo czynne (budowa cząsteczki, przykłady). ZaleŜność
napięcia powierzchniowego roztworów od stęŜenia substancji powierzchniowo czynnej i temperatury.
1.2. Pojęcie adsorpcji, adsorbatu, adsorbenta. Charakterystyka zjawiska adsorpcji fizycznej i chemicznej.
Izoterma adsorpcji Langmuira i Freundlicha. Graficzne wyznaczanie stałych równania izotermy adsorpcji
Freundlicha.
2. I zasada termodynamiki. Ciepło reakcji chemicznej. Prawo Hessa. Stała kalorymetru i jej eksperymentalne
wyznaczanie. Wyznaczanie ∆T z biegu termometru.
3.1. Układy koloidalne: definicja, klasyfikacja, podstawowe właściwości fizykochemiczne. Koloidy fazowe,
budowa cząstki koloidalnej. Charakterystyka zjawiska koagulacji. Koagulacja układów koloidalnych pod
wpływem elektrolitów. Wartość koagulacyjna (próg koagulacji). Reguła Hardy’ego-Schultza.
3.2. Układy koloidalne: definicja, klasyfikacja, podstawowe właściwości fizykochemiczne. Punkt
izoelektryczny aminokwasów i białek. Ogólna charakterystyka Ŝeli. Zjawisko pęcznienia Ŝeli. Bufory:
definicja, mechanizm działania.
4. Zjawisko skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła. Czynność optyczna substancji a budowa przestrzenna
cząsteczki. Substancje optycznie czynne, przykłady. Pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła.
ZaleŜność kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji od stęŜenia substancji optycznie czynnej. Skręcalność
właściwa.
5.1 , 5.2. Przewodnictwo (konduktancja) elektrolitów. Pomiar przewodnictwa elektrolitycznego (naczynko
konduktometryczne, stała naczynka). Przewodnictwo właściwe (konduktywność) i przewodnictwo molowe
(konduktywność molowa) elektrolitu. Miareczkowanie konduktometryczne (strąceniowe i alkacymetryczne). Wykresy miareczkowania mocnego (lub słabego) kwasu mocną zasadą oraz mieszaniny
mocnego i słabego kwasu mocną zasadą.
6.1. Ogniwa galwaniczne (budowa, reakcja prądotwórcza ogniwa, siła elektromotoryczna ogniwa SEM).
Równanie Nernsta na SEM ogniw galwanicznych. Potencjał elektrody. Konwencja Sztokholmska
dotycząca SEM ogniw i potencjałów elektrod. Rodzaje elektrod. Biologiczne znaczenie ogniw
chemicznych. Miareczkowanie potencjometryczne. Krzywe miareczkowania potencjometrycznego (sposoby
wyznaczania punktu równowaŜnikowego).
6.2. Potencjometryczne oznaczanie pH roztworu. Pomiar pH przy pomocy elektrody szklanej i nasyconej
elektrody kalomelowej jako elektrody odniesienia. Potencjometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji
słabego kwasu. Równanie Hendersona- Hasselbacha.
7.1. i 7.2. Pojęcie szybkości, rzędu i cząsteczkowości reakcji. Równanie kinetyczne reakcji I rzędu w postaci
róŜniczkowej i całkowej. Pojęcie katalizy i katalizatora. Kataliza homo- i heterogeniczna. Wyznaczanie
stałej szybkości reakcji I rzędu (reakcji rozkładu nadtlenku wodoru na katalizatorze węglowym) i
pseudopierwszego rzędu (reakcji inwersji sacharozy).
7.3. Pojęcie szybkości, rzędu i cząsteczkowości reakcji. Równanie kinetyczne reakcji I rzędu w postaci
róŜniczkowej i całkowej. Wyznaczanie stałej szybkości pęcznienia Ŝelatyny metodą Guggenheima. Układy
koloidalne: definicja, klasyfikacja, podstawowe właściwości fizykochemiczne. Punkt izoelektryczny
aminokwasów i białek. Ogólna charakterystyka Ŝeli. Zjawisko pęcznienia Ŝeli.
Pracownia Chemii Fizycznej dla Studentów Biologii I Biotechnologii
8.1-8.3. Zjawisko absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widzialnym. Podstawowe prawa
absorpcji światła (prawo Lamberta, prawo Lamberta-Beera). Właściwy i molowy współczynnik absorpcji.
Sposób wyznaczania współczynnika absorpcji dla wybranej analitycznej długości fali. Zastosowanie
pomiarów kolorymetrycznych do celów analitycznych. Forma zdysocjowana i niezdysocjowana wskaźników
alkacymetrycznych, zaleŜność widm absorpcyjnych od pH.
9. Prawo podziału Nernsta i jego wyprowadzenie. Wpływ dysocjacji i asocjacji na postać równania
opisującego prawo podziału. Ekstrakcja i jej zastosowanie.
II. Zagadnienia ogólne dotyczące wszystkich ćwiczeń.
Rodzaje błędów pomiarów wielkości fizyko-chemicznych. Błędy pojedynczego pomiaru. Odrzucanie
wyniku wątpliwego (test Dixona). Graficzne przedstawianie wyników pomiarów (interpolacja i ekstrapolacja graficzna). Wyznaczanie parametrów zaleŜności prostoliniowej metodą graficzną i numeryczną
(metodą najmniejszych kwadratów).
Literatura szczegółowa do ćwiczeń:
1. J. Ceynowa i in., „Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej"; Wyd. UMK, Toruń 2006
(1994, 1999).
2. Praca zbiorowa pod red. E. Dutkiewicza. „Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej”, Wyd. UAM,
Poznań 1997 (zagadnienia dotyczące kinetyki pęcznienia Ŝeli).
Literatura ogólna:
1. J. Ceynowa i in., „Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej"; Wyd. UMK, Toruń 1994,
1999, 2006.
2. L. Sobczyk, A. Kisza, „Chemia fizyczna dla przyrodników", PWN, Warszawa 1975. 1977, 1981.
3. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, - „Chemia fizyczna” t.1 i t.2. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.
4. P. W. Atkins, „Podstawy chemii fizycznej”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.
5. P. W. Atkins, „Chemia fizyczna”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.
6. Whittaker A. G. „Chemia fizyczna”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003, 2004.
7. Danek A. , „Chemia fizyczna”, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1982 (i wydania
starsze).
8. T. W. Hermann (red.) „Farmacja fizyczna”, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1999.