Fyzikální chemie

Předmět fyzikální chemie 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. Osnovy předmětu byly vytvořeny po pečlivé analýze obsahu výuky všech oborů přednášených na Farmaceutické fakultě tak, aby optimálně připravily studenty pro jejich další vzdělávání.

Sylabus předmětu

Úvod

  • Obsah předmětu a jeho vztah k chemickým a biologickým disciplinám.

Mezimolekulové síly a stavy hmoty

  • Vazebné a nevazebné interakce,
  • krystalografie, polymorfie, izomorfie,
  • izotropie a 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 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, definice termochemických parametrů, termochemické zákony,
  • 2. věta termodynamiky, pojem entropie, vratné a nevratné děje, Gibbsova a Helmholtzova funkce, spojené formulace I. a II. věty, chemický potenciál, obecná podmínka rovnováhy
  • 3. věta termodynamiky.

Chemická rovnováha

  • Stupeň konverze, rovnovážná konstanta,
  • závislost stupně konverze na teplotě, tlaku a koncentraci,
  • van´t Hoffovy rovnice,
  • le Chatelierův princip.

Fázové rovnováhy

  • Gibbsův zákon fází, typy soustav,
  • jednoduchá jednosložková soustava, použití Clapeyronovy a Clausiovy-Clapeyronovy rovnice,
  • dvousložkové soustavy, Henryho zákon, omezeně mísitelné kapaliny,
  • destilační rovnováhy,
  • rozpustnost tuhých látek,
  • Raoultův zákon a jeho využití, kryoskopie a ebulioskopie, osmotický tlak,
  • třísložkové soustavy, Nernstův rozdělovací zákon, extrakce,
  • jevy na fázovém rozhraní, adsorpce a její využití.

Reakční kinetika

  • Rychlost reakce, molekularita a řád reakce, reakční mechanismy,
  • jednoduché jednosměrné reakce 0., 1. 2. a n-tého řádu,
  • stanovení řádu reakce
  • rychlostní konstanta, poločas reakce,
  • teorie reakčních rychlostí,
  • vliv teploty a dalších parametrů na reakční rychlost,
  • simultánní reakce,
  • heterogenní reakce, katalýza.

Elektrochemie

  • Elektrolyty, stupeň disociace, Arrheniova teorie
  • elektrolýza, Faradayovy zákony,
  • specifická a molární vodivost elektrolytů,
  • Debye-Hückelova teorie, aktivita a aktivitní koeficient, iontová síla, vztahy pro aktivitní koeficient z Debye-Hückelovy teorie,
  • disociační konstanta,
  • pojem pH ve vodných a nevodných prostředích,
  • hydrolýza solí,
  • součin rozpustnosti, rozpustnost sraženin,
  • tlumivé roztoky, kapacita pufrů, výpočet pH a kapacity pufrů,
  • pufry v biologických systémech,
  • příprava pufru daného pH a kapacity,
  • amfoterní elektrolyty, izoelektrický bod,
  • acidobazické indikátory,
  • redox potenciál,
  • typy elektrod,
  • fyziologický potenciál,
  • galvanické články,
  • měření pH,
  • princip polarografie a voltametrie.

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 baze 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, osmotický tlak,
  • pH slabých kyselin a zásad, pH pufrů, disociace látek v závislosti na pH,
  • elektrodový potenciál, oxidačně-redukční potenciál,
  • rychlost reakce, poločas reakce, Arrheniova rovnice,
  • Clausiova-Clapeyronova rovnice, rovnovážná konstanta, van’t Hoffova reakční izobara, rozdělovací koeficient.

Literatura

  • Kubíček V.: Výpočty z fyzikální chemie, Praha, Karolinum 2010
  • Kubíček V.: Praktická cvičení z fyzikální chemie, Praha, Karolinum 2010
  • Lázníčková A., Kubíček V.: Základy fyzikální chemie, vybrané kapitoly pro posluchače farmaceutické fakulty, I. vydání. Karolinum, 2008

© 2019 Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové | O webu a cookies | Kentico CMS