TERMODYNAMIKA CHEMICZNA

Karta modułu/przedmiotu
Informacje ogólne o module/przedmiocie
1. Kierunek studiów: Analityka
Medyczna
3. Forma studiów: stacjonarne
2. Poziom kształcenia: jednolite studia
magisterskie
4. Rok: II
5. Semestr: III
6. Nazwa modułu/przedmiotu: Chemia Fizyczna
7. Status modułu/przedmiotu: obowiązkowy
8. Jednostka realizująca moduł/przedmiot: Katedra i Zakład Farmacji Fizycznej
9. Prowadzący moduł/przedmiot: Prof. dr hab. Anna Sulkowska; [email protected]
10. Cel kształcenia:
Poznanie podstawowych zagadnień z zakresu chemii fizycznej obejmujących
termodynamikę, równowagę chemiczną, kinetykę, zjawiska powierzchowne, elektrochemię
stanowiących teoretyczne podstawy pracy w laboratorium analitycznym oraz przemyśle.
11. Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności i innych kompetencji:
Zaliczenie modułów: chemia nieorganiczna, chemia organiczna, matematyka, umiejętność
wykonywania podstawowych czynności laboratoryjnych (pipetowanie, miareczkowanie
sączenie).
12. Efekty kształcenia
Numer
efektu
kształcenia
Efekty kształcenia
Student, który zaliczył moduł/przedmiot:
Odniesienie do
efektów kształcenia
dla programu/obszaru
01
Zna i rozumie prawa termodynamiki chemicznej, K_W05 / M2_W01
równowagi chemicznej, kinetyki, elektrochemii i zjawisk
M2_W02
powierzchownych
02
Rozumie znaczenie zjawisk fizykochemicznych w KW06 / M2_W01
przebiegu procesów zachodzących w warunkach in vivo K_U03 / M2_W03
oraz in vitro z punktu widzenia kierunku ich przebiegu,
M2_W07
wydajności, szybkości lub mechanizmu
M2_U05
.
M2_U08
03
Zna i rozumie teoretyczne i praktyczne aspekty metodyki KW21 / M2_W03
oznaczania parametrów równowagi kwasowo-zasadowej.
M2_W05
04
Rozumie wpływ właściwości fizykochemicznych K_W06 / M2_W03
substancji na jej jakość, trwałość oraz aktywność
biologiczną.
12. Efekty kształcenia
Numer
efektu
kształcenia
Efekty kształcenia
Student, który zaliczył moduł/przedmiot:
Odniesienie do
efektów kształcenia
dla programu/obszaru
05
Posiada umiejętność definiowania i obliczania K_U03 / M2_U05
podstawowych wielkości fizykochemicznych.
06
Rozumie mechanizmy przemian chemicznych oraz KW06 / M2_W01
relacje
między
zjawiskami
i
parametrami
M2_W03
fizykochemicznymi w aspekcie metod analitycznych.
M2_W07
07
Potrafi posługiwać się aparaturą
.
08
Potrafi mierzyć, interpretować i opisywać właściwości K_U13 / M2_U02
fizykochemiczne badanych substancji .
M2_U08
09
Planuje eksperyment i potrafi organizować stanowisko K_U42 / M2_U01
pracy laboratoryjnej.
K_U45 / M2_U05
K_U13 / M2_U02
M2_U08
13. Formy zajęć w odniesieniu do efektów kształcenia
Numer
efektu
kształcenia
01
02
03
04
05
06
07
08
09
Forma zajęć dydaktycznych
wykład
X
X
X
X
X
seminarium
ćwiczenia
laboratoryjne
X
X
X
X
X
X
X
ćwiczenia
praktyczne
e-learning
inne
14. Treści programowe
14.1. Forma zajęć: wykład
Liczba
godzin
W1 Elementy termodynamiki chemicznej Pierwsza zasada termodynamiki;
Entalpia; Energia wewnętrzna; Entropia; Energia swobodna; Entalpia
swobodna.
2
W2 Termochemia: ciepło tworzenia, ciepło spalania, prawo Hessa
2
W3 Reakcje w stanie równowagi; Wpływ temperatury i ciśnienia na stan
równowagi.
2
fazowe:
Reguła
faz,
wykresy
fazowe
układów
W4 Równowagi
jednoskładnikowych; Wykresy fazowe układów dwuskładnikowych, układy
trójskładnikowe, trójkąt Gibbsa.
2
W5 Kinetyka reakcji chemicznych: Szybkość reakcji chemicznych, czas
połowicznego rozpadu, reakcje elementarne; rząd reakcji chemicznej; energia
aktywacji, teoria zderzeń aktywnych, teoria kompleksu aktywnego.
2
W6 Zjawiska powierzchniowe: adsorpcja na powierzchni cieczy, równanie
Gibbsa, substancje powierzchniowo czynne; Zjawiska adsorpcji na ciele
stałym, Adsorpcja fizyczna i chemiczna, izotermy adsorpcji.
2
14. Treści programowe
14.1. Forma zajęć: wykład
Liczba
godzin
W7 Układy dyspersyjne: koloidy: otrzymywanie, oczyszczanie, trwałość,
właściwości elektryczne, optyczne i kinetyczne układów koloidalnych.
2
W8 Metody fizyczne w chemii strukturalnej: elementy mechaniki kwantowej.
1
Łącznie
15
14. Treści programowe
14.2. Forma zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne
Liczba
godzin
C1
Omówienie metod wyznaczania wielkości fizykochemicznych z danych
doświadczalnych i BHP.
3
C2
Absorpcjometria. Wyznaczanie stałej dysocjacji wskaźnika kwasowozasadowego.
3
C3
Określanie ładunku elektrycznego koloidu hydrofobowego.
3
C4
Szybkość inwersji sacharozy.
3
C5
Współczynnik podziału substancji.
3
C6
Struktura związku chemicznego.
3
C7
Równowagi fazowe w układzie trójskładnikowym. Trójkąt Gibbsa.
3
C8
Wyznaczanie struktury drugorzędowej białek w roztworze metodą
dichroizmu kołowego.
6
C9
Odrabianie zaległości. Zaliczenie.
3
14. Treści programowe
14.2. Forma zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne
Liczba
godzin
Łącznie
30
Łączna liczba godzin z przedmiotu
45
15. Metody kształcenia
15.1. Wykład
Wykład informacyjny, problemowy
15.2. Seminarium
15.3. Ćwiczenia
laboratoryjne
Aktywne uczestnictwo w grupach ćwiczeniowych 2 osobowych,
opracowanie danych doświadczalnych, wykonanie sprawozdania z
każdego ćwiczenia.
16. Sposoby weryfikacji efektów kształcenia i sposoby oceny
Numer efektu
kształcenia
Sposoby weryfikacji
Warunki zaliczenia
01
Egzamin pisemny
60% poprawnych odpowiedzi
02
Egzamin pisemny
60% poprawnych odpowiedzi
03
Przeprowadzenie badań
Aktywność studenta, sprawozdanie
04
Egzamin pisemny
60% poprawnych odpowiedzi
05
Egzamin pisemny
60% poprawnych odpowiedzi
06
Przeprowadzenie badań
Aktywność studenta, sprawozdanie
07
Przeprowadzenie badań
Aktywność studenta, sprawozdanie
08
Ćwiczenia praktyczne
Aktywność studenta,
wykonanie sprawozdania
09
Ćwiczenia praktyczne
Aktywność studenta
17. Obciążenie pracą studenta
Forma aktywności
Przeciętna liczba godzin na zrealizowanie aktywności
Udział w wykładach
15 godzin
Godziny kontaktowe
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych
30 godzin
z nauczycielem
Konsultacje
5 godzin
akademickim:
Łącznie
50 godzin
Przygotowanie do
30 godzin
ćwiczeń laboratoryjnych
Opracowanie danych doświadczalnych
30 godzin
Samodzielna praca studenta
Opracowanie sprawozdań
15 godzin
Przygotowanie do egzaminu
30 godzin
Łącznie
105 godzin
Łącznie
155 godzin
Sumaryczna liczba punktów ECTS dla przedmiotu
115/25=4
18. Sumaryczne wskaźniki charakteryzujące przedmiot
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach
50/25=2
wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o
65/25=2
charakterze praktycznym
19. Literatura
19.1. Podstawowa
1. T. W. Hermann (red.) „Chemia fizyczna” – podręcznik dla studentów farmacji i analityki
medycznej, PZWL, Warszawa 2007
2. P. W. Atkins „Chemia fizyczna”, PWN Warszawa 2001
3. A. Danek (red.) „Podręcznik do ćwiczeń z chemii fizycznej dla studentów farmacji”,
PZWL, Warszawa, 1987
19.2. Uzupełniająca
1. Sobczyk L., Kisza A.: Chemia fizyczna dla przyrodników. PWN, Warszawa 1981.
2. Zjawiska elektrokinetyczne w A. Scheludko „Chemia koloidów”.
3. Spektroskopie we wstępie do preparatyk organicznych autorstwa A. I. Vogla i J. T.
Wróbla.
20. Inne przydatne informacje o module/przedmiocie
20.1. Liczebność grup
Ćwiczenia laboratoryjne 10 osób
20.2. Materiały do zajęć
Rzutnik multimedialny, tablica magnetyczna
20.3. Miejsce odbywania się
Sala wykładowa, sala laboratoryjna
zajęć
20.4. Miejsce i godzina
Pomieszczenia osób prowadzących zajęcia
konsultacji
20.5. Inne
21. Formy oceny – szczegóły
Efekt
Na ocenę 2
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Efekt
01
Efekt
02
Na ocenę 5
Nie zna i nie rozumie
praw termodynamiki
chemicznej,
równowagi
chemicznej, kinetyki,
elektrochemii i
zjawisk
powierzchownych.
Potrafi wymienić i
podać znaczenie
praw.
Potrafi wymienić i
opisać
matematycznie.
Student potrafi
wyprowadzić
zależności oraz podać
możliwości
wykorzystania praw.
Nie rozumie wpływu
zjawisk
fizykochemicznych na
przebieg procesów
zachodzących w
warunkach in vivo
oraz in vitro.
Podaje opisową
charakterystykę
wpływu zjawisk
fizykochemicznych.
Podaje
matematyczny opis
wpływu zjawisk
fizykochemicznych.
Rozumie znaczenie
zjawisk
fizykochemicznych w
przebiegu procesów
zachodzących w
warunkach in vivo
oraz in vitro i podaje
zależności.
21. Formy oceny – szczegóły
Efekt
Na ocenę 2
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Na ocenę 5
Efekt
03
Nie zna i nie rozumie
teoretycznych i
praktycznych
aspektów metodyki
oznaczania
parametrów
równowagi kwasowozasadowej.
Potrafi wymienić
parametry
równowagi kwasowozasadowej.
Potrafi podać
metodykę oznaczania
parametrów
równowagi kwasowozasadowej.
Potrafi dyskutować o
teoretycznych i
praktycznych
aspektach metodyki
oznaczania
parametrów
równowagi kwasowozasadowej
Efekt
04
Nie zna wpływ
właściwości
fizykochemicznych
substancji na jej
jakość, trwałość oraz
aktywność
biologiczną.
Zna właściwości
fizykochemiczne
substancji.
Podaje jakie
właściwości
fizykochemiczne
rzutują na trwałość i
aktywność
biologiczną
substancji.
Rozumie wpływ
właściwości
fizykochemicznych
substancji na jej
jakość, trwałość oraz
aktywność
biologiczną.
21. Formy oceny – szczegóły
Efekt
Na ocenę 2
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Na ocenę 5
Efekt
05
Nie zna i nie potrafi
obliczyć
podstawowych
wielkości
fizykochemicznych.
Potrafi z pomocą
obliczyć wielkości
fizykochemiczne.
Potrafi z pomocą
zdefiniować i obliczyć
podstawowe
wielkości
fizykochemiczne.
Potrafi samodzielnie
zdefiniować i obliczyć
podstawowe wielkości
fizykochemiczne.
Efekt
06
Nie rozumie relacji
między zjawiskami i
parametrami
fizykochemicznymi w
metodach
analitycznych.
Potrafi powiązać z
pomocą zjawiska z
parametrami
fizykochemicznymi.
Potrafi powiązać
samodzielnie
zjawiska z
parametrami
fizykochemicznymi.
Rozumie mechanizmy
przemian
chemicznych oraz
relacje między
zjawiskami i
parametrami
fizykochemicznymi
stosowanymi w
metodach
analitycznych.
21. Formy oceny – szczegóły
Efekt
Na ocenę 2
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Na ocenę 5
Efekt
07
Nie potrafi
posługiwać się
aparaturą.
Potrafi pod opieką
prowadzącego
posługiwać się
aparaturą.
Potrafi posługiwać się Potrafi posługiwać się
aparaturą.
aparaturą oraz
samodzielnie
wykorzystać ją do
badań.
Efekt
08
Nie potrafi mierzyć,
interpretować i
opisywać właściwości
fizykochemicznych
badanych substancji.
Potrafi mierzyć, nie
potrafi interpretować
i opisywać
właściwości
fizykochemicznych
badanych substancji.
Potrafi mierzyć, i
interpretować
właściwości
fizykochemiczne
badanych substancji.
Potrafi mierzyć,
interpretować i
wyciągać wnioski o
właściwościach
fizykochemicznych
badanych substancji.
Efekt
09
Nie potrafi
zaplanować
eksperymentu i
zorganizować
stanowisko pracy
laboratoryjnej.
Potrafi z pomocą
zaplanować
eksperyment.
Potrafi samodzielnie
zorganizować
stanowisko pracy ale
potrzebuje pomocy
do planowania
eksperymentu.
Planuje samodzielnie
eksperyment i potrafi
organizować
stanowisko pracy
laboratoryjnej.
* ocena celująca – wiedza i umiejętności wykraczają poza wymagania
określone dla oceny 5 „bardzo dobry”