Chemia fizyczna

nie dotyczy

Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS od cyklu kształcenia 2021/22

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

Wykład 15 h

Laboratorium 15 h

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 30 h

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta)

Studiowanie literatury 10 h

Przygotowanie do laboratorium 5 h

Wykonanie sprawozdań z odbytych ćwiczeń 5 h

Przygotowanie do zaliczenia 10 h

Łączna liczba godzin nie kontaktowych 30 h

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 2

Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach pierwszego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uchwały Senatu UMCS nr XXV-8.10/21 z dnia 26 maja 2021 r., tj. od cyklu kształcenia 2021/2022

Wykład - egzamin - W1, W2, U1, U3-U5, K1

Laboratorium - kolokwium pisemne, odpowiedzi ustne, sprawozdania z ćwiczeń - W1-W3, U1-U5, K1

Wykład:

Gazy: stany gazu, równowaga mechaniczna, równowaga termiczna, prawa gazowe, prawo Daltona, gazy rzeczywiste, równanie van der Waalse’a.

Termodynamika fenomenologiczna: podstawowe pojęcia, praca, energia, ciepło, energia wewnętrzna, I zasada termodynamiki, procesy odwracalne i nieodwracalne, pojemność cieplna, entalpia, procesy izotermiczne i adiabatyczne, obliczenia termodynamiczne, prawo Hessa i Kirchhoffa, II zasada termodynamiki, entropia, zależności temperaturowe, zmiany entropii w reakcjach chemicznych i przemianach fazowych, III zasada termodynamiki, potencjały termodynamiczne, termodynamika układów chemicznych, potencjał chemiczny, równowaga chemiczna, wpływ ciśnienia i temperatury na stan równowagi, zastosowanie do opisu wybranych układów. Zastosowanie termodynamiki do analizy układów biologicznych.

Przejścia fazowe w czystych substancjach: klasyfikacja, warunek równowagi, trwałość faz, linie współistnienia faz, wykresy fazowe. Przejścia fazowe w układach dwuskładnikowych, diagramy fazowe: ciecz-para, ciecz-ciecz, ciecz-ciało stałe, układy trójskładnikowe, prawo podziału, zastosowanie do opisu wybranych układów. Techniki rozdzielania mieszanin.

Mieszaniny: cząstkowe wielkości molowe, funkcje mieszania, roztwory idealne, roztwory idealne rozcieńczone, roztwory rzeczywiste, aktywność, właściwości koligatywne, ciśnienie osmotyczne.

Kinetyka procesów i reakcji chemicznych: techniki pomiarowe, kinetyka reakcji elementarnych i złożonych, zależność szybkości reakcji od temperatury, analiza szybkości wybranych procesów, wyznaczanie równania kinetycznego. Kataliza kwasowo-zasadowa i enzymatyczna.

Elektrochemia: przewodność roztworów elektrolitów. ogniwa chemiczne, potencjał membranowy i dyfuzyjny, wyznaczanie wielkości fizykochemicznych, zastosowania analityczne.

Układy koloidalne: podział, struktura układu koloidalnego, właściwości kinetyczne i optyczne, zjawiska elektrokinetyczne.

Zjawiska powierzchniowe: napięcie powierzchniowe, adsorpcja, adsorbenty.

Fotochemia i podstawy spektroskopii optycznej.

Laboratorium:

Zmiany entropii i sposoby jej obliczania w procesach izotermicznych, izobarycznych i izochorycznych

Entalpia zobojętniania

Wykorzystanie refrakcji molowej do badań fizykochemicznych

Analiza termiczna

Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych typu ciecz-ciecz

Prawo podziału Nernsta - proces ekstrakcji

Lepkość

Zjawiska powierzchniowe

1. P.W. Atkins, Podstawy chemii fizycznej, PWN, Warszawa, 2012.

2. L. Sobczyk, A. Kisza, "Chemia fizyczna dla przyrodników", PWN, Warszawa 1977.

3. http://www.katedrachf.umcs.lublin.pl

4. Praca zbiorowa, „Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej”, UMCS, 2004.

5. Praca zbiorowa, „Ćwiczenia laboratoryjne z fizykochemii granic faz”, UMCS, 2000

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS nr XXV-8.10/21 z dnia 26 maja 2021 r., tj. od cyklu kształcenia 2021/2022

WIEDZA

W1. Zna w zaawansowanym stopniu wybrane zagadnienia z zakresu chemii fizycznej pozwalające opisywać i interpretować zjawiska oraz procesy przyrodnicze oraz zależności pomiędzy nimi. K_W01

W2. Zna i rozumie możliwości praktycznych zastosowań chemii fizycznej w biotechnologii. K_W02

W3. Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium fizykochemicznym. K_W08

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Potrafi wykorzystywać różnorodne źródła informacji naukowej, w celu zdobywania wiedzy oraz rozwijania umiejętności badawczych i praktycznych z zakresu chemii fizycznej. K_U02

U2. Potrafi posługiwać się specjalistycznym sprzętem stosowanym w laboratoriach fizykochemicznych oraz przestrzegać zasad bezpieczeństwa w pracy laboratoryjnej. K_U04

U3. Potrafi wykonywać obliczenia fizykochemiczne i analizować wyniki oraz formułować w sposób prawidłowy wnioski na podstawie danych uzyskanych w pracy laboratoryjnej. K_U05

U4. Potrafi projektować rozwiązania problemów fizykochemicznych, realizować je, oceniać oraz interpretować i prezentować uzyskane w ich ramach wyniki. K_U05

U5. Potrafi komunikować się w formie ustnej i pisemnej w zakresie chemii fizycznej, prezentować wyniki samodzielnie przeprowadzonych obserwacji i doświadczeń. K_U08

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Jest gotów do krytycznej oceny własnej wiedzy z chemii fizycznej i rozumie konieczność dalszego jej pogłębiania. K_K01