Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3

Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3.0186
Sylabusy - Ośrodek Informatyczny UG
Nazwa przedmiotu
Kod ECTS
Chemia fizyczna w układach biologicznych
13.3.0186
Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot
Katedra Chemii Medycznej
Nazwisko osoby prowadzącej (osób prowadzących)
prof. dr hab. Wiesław Wiczk; dr Agnieszka Żylicz-Stachula; dr hab. Piotr Storoniak
Studia
wydział
Wydział Chemii
kierunek
Chemia
stopień
pierwszego
stopnia
tryb
stacjonarne
specjalność
chemia medyczna,
chemia
kosmetyków
specjalizacja
wszystkie
semestr
4
Formy zajęć, sposób ich realizacji i przypisana im liczba godzin
Liczba punktów ECTS
Formy zajęć
6
Wykład, Ćw. audytoryjne, Ćw. laboratoryjne
Sposób realizacji zajęć
zajęcia w sali dydaktycznej
Liczba godzin
Ćw. laboratoryjne: 30 godz., Wykład: 30 godz., Ćw. audytoryjne: 15 godz.
Cykl dydaktyczny
2014/2015 letni
Status przedmiotu
Język wykładowy
obowiązkowy
polski
Metody dydaktyczne
Forma i sposób zaliczenia oraz podstawowe kryteria oceny lub
wymagania egzaminacyjne
- wykład z prezentacją multimedialną
Sposób zaliczenia
- ćwiczenia audytoryjne - rozwiązywanie zadań
- Egzamin
- ćwiczenia laboratoryjne - wykonywanie
- Zaliczenie na ocenę
doświadczeń
Formy zaliczenia
- egzamin pisemny z pytaniami (zadaniami) otwartymi
- ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych
otrzymywanych w trakcie trwania semestru
Podstawowe kryteria oceny
• Do egzaminu dopuszczani są studenci na podstawie aktywnego uczestnictwa w
ćwiczeniach laboratoryjnych i audytoryjnych, które wykonali i zaliczyli.
• Ocenom podlegają:
a) poprawność odpowiedzi na postawione pytania w ramach egzaminu i kolokwiów
cząstkowych (poprawny opis odpowiedniej teorii i podanie poprawnych wzorów,
poprawny wynik rozwiązywanych zadań);
b) sposób przeprowadzenia zaplanowanych badań (skuteczność i poprawność
zastosowanych procedur, przestrzeganie zasad bezpieczeństwa pracy,
samodzielność, umiejętność analizy uzyskanych wyników);
c) sposób przedstawienia zrealizowanego projektu w sprawozdaniu.
Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymogami wstępnymi
A. Wymagania formalne
chemia ogólna, podstawy matematyki wyższej, podstawy fizyki,
B. Wymagania wstępne
Znajomość chemii ogólnej na poziomie studiów I stopnia, znajomość podstawowych zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium
chemicznym, znajomość podstawowych pojęć i zasad z zakresu fizyki i matematyki, umiejętność przepro-wadzenia prostych doświadczeń
chemicznych i fizycznych w oparciu o procedury opisane w języku polskim.
Cele kształcenia
Zaznajomienie studentów z podstawami współczesnej chemii fizycznej. Poznanie metod wyznaczania wielkości fizykochemicznych. Nabycie
umiejętności rozumienia i opisu ilościowego przemian fizycznych, reakcji chemicznych oraz posługiwania się danymi fizykochemicznymi w celu
przygotowania do studiowania innych przedmiotów.
Celem ćwiczeń laboratoryjnych jest doświadczalna ilustracja niektórych zagadnień teoretycznych z zakresu chemii fizycz-nej, nauczenie studentów
praktycznego wykonywania różnorodnych pomiarów fizykochemicznych, opisywania wyników tych pomiarów oraz ich interpretacji.
Ćwiczenia rachunkowe wykonywane w ramach zajęć praktycznych mają na celu wykształcenie logicznego rozumowania, dogłębnego zrozumienia
materiału teoretycznego i umiejętności przeliczania różnego rodzaju jednostek.
Treści programowe
Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3.0186 | 03720df4ba824cab5a12635151e50e36 | Strona 1 z 3
Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3.0186
Sylabusy - Ośrodek Informatyczny UG
• Elementy termodynamiki chemicznej
• Energia wewnętrzna, ciepło, praca, molowa pojemność cieplna, I zasada termodynamiki, entalpia, elementy termochemii, liczba postępu reakcji,
ciepło reakcji, prawo Hessa, prawo Kirchhoffa, II zasada termodynamiki, procesy odwracalne i nieodwracalne, entropia, pojęcie energii swobodnej i
entalpii swobodnej, powinowactwo chemiczne, potencjał chemiczny, prawo działania mas. Reakcje odwracalne i stan równowagi, zależność stałych
równowagi od temperatury. Związek entalpii swobodnej i stałej równowagi chemicznej, izoterma van‘t Hoffa, III zasada termodynamiki.
• Układy jednofazowe jednoskładnikowe.
• Rozkład Boltzmanna, przemiany fizyczne układów jednoskładnikowych, temperatura krytyczna, temperatura topnienia, punkt krytyczny i punkt
potrójny, stany skupienia. Gazy, właściwości gazów, gaz doskonały, równanie stanu gazu doskonałego, ciśnienie cząstkowe kinetyczno-molekularna
teoria gazów, gazy rzeczywiste, równanie van der Waalsa. Roztwory rzeczywiste: aktywność i współczynnik aktywności. Równowaga chemiczna.
Równowagi fazowe, reguła faz Gibbsa. Przemiany fazowe czystych substancji – diagramy fazowe. Przemiany fazowe w układach
wieloskładnikowych: diagramy ciecz-gaz, ciecz-ciecz i ciecz-ciało stałe. Osmoza, podstawy dializy
• Elektrochemia.
• Potencjał elektrody, rodzaje elektrod, ogniwa galwaniczne ogniwa paliwowe, siła elektromotoryczna ogniwa, ruchliwość i liczby przenoszenia jonów,
potencjał membranowy.
• Kinetyka chemiczna i kataliza: podstawowe równania kinetyczne, rząd reakcji metody wyznaczania, kinetyka reakcji złożonych, mechanizm reakcji
elementarnych, równanie Arrheniusa, teoria zderzeń aktywnych, teoria stanu przejściowego, kataliza homogeniczna, kataliza enzymatyczna,
inhibitory.
• Fizyczne metody badania struktury cząsteczek.
• Zasady spektroskopii molekularnej, absorpcja promieniowania elektromagnetycznego, polaryzowalność i refrakcja, widma podczerwieni, widma
Ramana, widma elektronowe widma absorpcyjne w nadfiolecie i w świetle widzialnym. Widma emisyjne, diagram Jabłońskiego, luminescencja,
fluorescencja i fosforescencja, lasery. Mikroskopia sił atomowych. Elementy krystalografii.
Wykaz literatury
A. Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu):
A.1. wykorzystywana podczas zajęć:
Instrukcje do ćwiczeń. A. Żylicz-Stachula (materiały niepublikowane)
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej i fizyki chemicznej. red. Wanda Moska, UG (1992)
A.2. studiowana samodzielnie przez studenta
Eksperymentalna chemia fizyczna. red. H. Strzelecki, PG (1996)
Biofizyka. Wybrane zagadnienia wraz ćwiczeniami. red. Z. Jóźwiak, G. Bartosz, (2007) PWN
Chemia fizyczna. Ćwiczenia laboratoryjne. red. H. Strzelecki, W. Grzybkowski, PG (2004)
Podstawy chemii fizycznej. P.W. Atkins, (2001) PWN 1999
Chemia fizyczna. P.W. Atkins, (2001) PWN
B. Literatura uzupełniająca
Chemia fizyczna. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, (2005) PWN tom 1 i 2
Efekty uczenia się
Wiedza
K_W01: wymienia podstawowe prawa i teorie z zakresu
• ma ogólną wiedzę w zakresie podstawowych koncepcji, zasad i teorii w zakresie
chemii, fizyki, matematyki i biologii;
chemii fizycznej;
K_W03: wyjaśnia zależności pomiędzy strukturą materii a
• tłumaczy opisy prawidłowości, zjawisk i procesów wykorzystując język matematyki,
jej obserwowanymi właściwościami;
w szczególności samodzielnie odtwarza podstawowe prawa i twierdzenia;
K_W06: wybiera techniki matematyki wyższej w zakresie
• identyfikuje aparaturę naukowo-badawczą, z którą zetknął się podczas studiów
niezbędnym dla zrozumienia i opisu procesów chemicznych
oraz tłumaczy zasady jej działania;
oraz procesów fizycznych ważnych dla zrozumienia chemii; Umiejętności
• analizuje problemy oraz znajduje ich rozwiązania w oparciu o poznane prawa i
K_W07: rozumie oraz opisuje prawidłowości, zjawiska i
metody chemii fizycznej;
procesy fizykochemiczne wykorzystując język matematyki;
• wyznacza wielkości fizykochemiczne metodami poznanymi w ramach ćwiczeń;
K_W08: wykazuje się znajomością podstawowych metod
• wykonuje proste badania doświadczalne lub obserwacje oraz analizuje ich wyniki;
obliczeniowych do rozwiązywania problemów z zakresu
• wyciąga wnioski z przeprowadzonych badań oraz dowodzi ich prawidłowości w
chemii, fizyki i matematyki;
oparciu o dostępne dane literaturowe;
K_W12: charakteryzuje podstawowe zasady
• rozwiązuje zadania rachunkowe z zakresu podanego w treściach programowych
bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium
przed-miotu;
chemicznym; zna i opisuje zagrożenia związane z pracą z
• pracuje samodzielnie zgodnie z otrzymaną instrukcją do ćwiczeń;
substancjami niebezpiecznymi, sposoby przeciwdziałania
tym zagrożeniom oraz zasady postępowania podczas
Kompetencje społeczne (postawy)
• dba o bezpieczeństwo pracy podczas wykonywania eksperymentów;
wypadku;
• przestrzega poczynionych ustaleń dotyczących przeprowadzanych
K_U01: identyfikuje, analizuje i rozwiązuje problemy z
eksperymentów
zakresu szeroko pojętej chemii w oparciu o zdobytą wiedzę;
• współpracuje w grupie;
K_U02: wykonuje analizy metodami eksperymentalnymi i
• docenia wpływ znaczenia staranności pracy na jakość uzyskiwanych wyników
na ich podstawie formułuje wnioski;
ekspery-mentalnych oraz na trafność wyprowadzanych wniosków;
K_U03: dobiera odpowiedni sprzęt oraz aparaturę
laboratoryjną do przeprowadzania nieskomplikowanych
eksperymentów chemicznych;
K_U05: stosuje podstawowe metody statystyczne i techniki
Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3.0186 | 03720df4ba824cab5a12635151e50e36 | Strona 2 z 3
Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3.0186
Sylabusy - Ośrodek Informatyczny UG
informatyczne do opisu procesów chemicznych i analizy
danych eksperymentalnych;
K_U06: wykorzystuje podstawowe pakiety oprogramowania
użytkowego do rozwiązywania problemów z zakresu nauk
ścisłych;
K_U07: przygotowuje udokumentowane opracowanie
określonego problemu z zakresu wybranych zagadnień
chemicznych i fizycznych;
K_U08:przedstawia w sposób przystępny, językiem
naukowym typowym dla nauk chemicznych podstawowe
fakty z chemii;
K_U09: umie uczyć się samodzielnie;
K_K01: identyfikuje poziom swojej wiedzy i umiejętności,
potrzebę ciągłego dokształcania się oraz rozwoju
osobistego;
K_K02: pracuje indywidualnie wykazując inicjatywę i
samodzielność działania oraz współdziała w zespole
przyjmując w nim różne role;
K_K05: przestrzega ustalonych procedur w pracy
laboratoryjnej i jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo
swojej pracy i innych;
K_K06: podnosi swoje kompetencje zawodowe i osobiste
poprzez korzystanie z informacji podawanych w różnych
źródłach;
Kontakt
[email protected]
Chemia fizyczna w układach biologicznych #13.3.0186 | 03720df4ba824cab5a12635151e50e36 | Strona 3 z 3