Sylabus Chemia Fizyczna

Transkrypt

1 Sylabus Chemia Fizyczna 1. Metryczka Nazwa Wydziału: Program kształcenia (kierunek studiów, poziom i profil kształcenia, forma studiów, np. Zdrowie publiczne I stopnia profil praktyczny, studia stacjonarne): Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej WUM Kierunek: Analityka Medyczna, Jednolite studia magisterskie profil praktyczny, Studia stacjonarne i niestacjonarne Rok akademicki: 2017/18 Nazwa modułu/przedmiotu: Chemia Fizyczna Kod przedmiotu (z systemu Pensum): 21 Jednostka/i prowadząca/e kształcenie: Zakład Chemii Fizycznej Kierownik jednostki/jednostek: Rok studiów (rok, na którym realizowany jest przedmiot): Semestr studiów (semestr, na którym realizowany jest przedmiot): Typ modułu/przedmiotu (podstawowy, kierunkowy, fakultatywny): dr hab. Dariusz Maciej Pisklak Pierwszy Semestr letni Podstawowy Osoby prowadzące (imiona, nazwiska oraz stopnie naukowe wszystkich wykładowców prowadzących przedmiot): dr Agnieszka Zielińska, dr hab. Katarzyna Paradowska, dr Katarzyna Zawada, dr Łukasz Szeleszczuk, dr Tomasz Gubica, mgr Paweł Siudem Erasmus TAK/NIE (czy przedmiot dostępny jest dla studentów w ramach programu Erasmus): Osoba odpowiedzialna za sylabus (osoba, do której należy zgłaszać uwagi dotyczące sylabusa): Nie Dr Agnieszka Zielińska (agnieszka.zielińska@wum.edu.pl) Strona 1 z 5

2 Liczba punktów ECTS: 3 2. Cele kształcenia C1. Uzyskanie wiadomości o właściwościach fizykochemicznych substancji i mieszanin, o reakcjach chemicznych w ścisłym ujęciu kinetycznym, równowagowym, termodynamicznym i elektrochemicznym. C2. Poznanie sposobów pomiaru wielkości fizykochemicznych, przewidywania kierunku procesów chemicznych i biochemicznych oraz ścisłego obliczania parametrów tych procesów. C3. Wyrobienie umiejętności zaplanowania i przeprowadzenia eksperymentu fizykochemicznego, krytycznej oceny jego wyników i zaprezentowania rezultatów. 3. Wymagania wstępne W1. Znajomość matematyki, fizyki i chemii w zakresie szkoły średniej - poziom rozszerzony. W2. Znajomość materiału powyżej szkoły średniej: matematyka (rachunek funkcji, różniczkowy i całkowy, rachunek niepewności, podstawy statystyki), biofizyka (fizyczne podstawy procesów fizjologicznych) i chemia (budowa molekularna materii, oddziaływania międzycząsteczkowe, klasyfikacja i właściwości związków chemicznych, mechanizmy reakcji). W3. Podstawowe umiejętności pracy w laboratorium fizycznym i chemicznym (zasady bezpieczeństwa, umiejętność posługiwania się prostą aparaturą wg instrukcji, wykonywanie obliczeń chemicznych, posługiwanie się aparaturą szklaną, umiejętność zapisania uzyskanych wyników i ich opracowania). 4. Przedmiotowe efekty kształcenia Lista efektów kształcenia Symbol przedmiotowego efektu kształcenia K_W01 K_W02 K_W03 K_W04 K_U01 K_U02 K_U03 K_U04 Treść przedmiotowego efektu kształcenia Rozumie fizyczne podstawy procesów chemicznych i biologicznych w ujęciu termodynamicznym, kinetycznym oraz równowagowym. Zna mechanizmy przemian chemicznych oraz relacje między zjawiskami i parametrami fizykochemicznymi w aspekcie metod analitycznych (szybkość reakcji, kataliza, termochemia, elektrochemia, zjawiska powierzchniowe). Rozumie podstawowe prawa fizykochemiczne oraz mechanizmy oddziaływań międzymolekularnych w odniesieniu do instrumentalnych metod pomiarowych stosowanych w diagnostyce laboratoryjnej (UV/VIS, chromatografia) Rozumie znaczenie korelacji i regresji; za pomocą korelacji i regresji potrafi określić charakter zależności pomiędzy wyznaczanymi wielkościami fizykochemicznymi. Potrafi posługiwać się odczynnikami chemicznymi, precyzyjnie ważyć i mierzyć, sporządzać roztwory i mieszaniny, przeprowadzać obliczenia chemiczne, także obliczenia pozwalające przewidywać stopień przereagowania, wydajność reakcji, jej efekt cieplny i czas trwania Potrafi mierzyć, interpretować i opisywać właściwości fizykochemiczne badanych substancji, jak przewodnictwo elektryczne, lepkość, napięcie powierzchniowe, adsorpcję czy mieszalność (liczbę faz). Potrafi interpretować wyniki i formułować z badań naukowych i własnych obserwacji. Umiejętność uzyskuje się w wyniku sporządzania pisemnych opracowań wyników pomiarów laboratoryjnych. Dba o bezpieczeństwo własne, otoczenia i współpracowników. W laboratorium egzekwuje się Odniesienie do efektu kierunkowego (numer) B.W8 B.W7 B.W4 B.W7 B.W11 B.W12 B.W8 B.W13 B.W20 B.U3 B.U4 B.U7 B.U7 B.U15 B.U10 Strona 2 z 5

3 K_K01 zasady bezpieczeństwa i higieny pracy zgodnie z przepisami. Potrafi formułować i wykorzystywać wnioski z badań naukowych i własnych obserwacji. B.K1 5. Formy prowadzonych zajęć Forma Liczba godzin Liczba grup Minimalna liczba osób w grupie Wykład 10 1 nieobowiązkowe Seminarium 5 2 nieobowiązkowe Ćwiczenia 30 2 nieobowiązkowe 6. Tematy zajęć i treści kształcenia W1 Temat: I zasada termodynamiki, Treści kształcenia: Właściwości gazów doskonałych. I zasada termodynamiki. Energia, praca, ciepło; funkcje stanu: energia wewnętrzna i entalpia. K_W01, Wykładowca - dr Agnieszka Zielińska W2 Temat: Entalpia, Entropia, Energia i entalpia swobodna. Treści kształcenia: Termochemia (prawo Hessa, zależność entalpii od temperatury). Procesy odwracalne i nieodwracalne. Entropia. II zasada termodynamiki. Kryteria samorzutności procesów. Stan równowagi termodynamicznej. K_W01, Wykładowca - dr Agnieszka Zielińska W3 - Równowaga chemiczna. Przemiany i równowagi fazowe cz. I. Treści kształcenia: Równowaga chemiczna. Stała równowagi chemicznej. Zależność stałej równowagi od temperatury. Równowagi fazowe i diagramy fazowe substancji czystych. Reguła faz Gibbsa. Wykładowca- dr Agnieszka Zielińska W4 Przemiany i równowagi fazowe cz. II. Treści kształcenia: Właściwości roztworów i mieszanin. Prawo Raoulta. Roztwory doskonałe i azeotropowe. Właściwości koligatywne, ebuliometria, kriometria, ciśnienie osmotyczne, roztwory izotoniczne. W5 Kinetyka chemiczna. Treści kształcenia: Szybkość reakcji, równania kinetyczne, stała szybkości. Rzędowość i cząsteczkowość reakcji, kompleks aktywny, stan przejściowy i pośredni. Zależność szybkości reakcji od temperatury. Kinetyka reakcji enzymatycznych. Kataliza homogeniczna. W6 - Elektrolity i elektrochemia. Treści kształcenia: Elektrolity słabe i mocne. Przewodnictwo molowe. Reakcje redoks. Półogniwa, ogniwa elektrochem. Potencjał półogniwa, siła elektromotoryczna. Podwójna warstwa elektryczna. Zjawiska elektrokinetyczne. W7 - Zjawiska na granicy faz. Treści kształcenia: Adsorpcja fizyczna i chemiczna. Izotermy adsorpcji. Kataliza heterogeniczna. Napięcie powierzchniowe. Nadmiar powierzchniowy. Napięcie międzyfazowe. Adhezja, kohezja, kąt zwilżenia. W8 Lepkość i podstawy reologii. Treści kształcenia: Pojęcie lepkości. Prawo Newtona. Ciecze newtonowskie i nienewtonowskie. Podstawy reologii. S1 - Równanie stanu gazu, przemiany gazowe, entalpia. K_W01, K_U01 S2 - Termochemia - bilans cieplny, pr. Hessa, entropia, entalpia swobodna. K_W01 S3 - Równowaga chemiczna. K_W01 S4 - Kinetyka chemiczna. K_W01, K_W02 S5 - Roztwory i równowagi fazowe. K_W02, K_K04 C1 - Rachunek niepewności i błędów, regresja liniowa metodą najmniejszych kwadratów w zastosowaniu do wyznaczania refrakcji molowej z krzywej kalibracji. K_W03, K_U03, K_K01 C2 - Prawo podziału Wyznaczenie współczynnika podziału kwasu organicznego w układzie toluen-woda. K_U01, Strona 3 z 5

4 K_U03, K_UO4, K_K01 C3 - Lepkość koloidów: Wyznaczanie punktu izoelektrycznego wodnego roztworu żelatyny metodą pomiaru jego lepkości. K_U01, K_U02, K_U03, K_K01 C4 - Adsorpcja: Wyznaczanie izotermy adsorpcji w układzie węgiel aktywny - wodny roztwór kwasu octowego. K_U01, K_U02, K_U03, K_K01 C5 - Równowaga chemiczna: Pomiar stałej równowagi reakcji I2 + I I3 metodą spektrofotometryczną. K_U02, K_U03, K_UO4, K_K01 C6 - Kinetyka reakcji odwracalnych: Pomiar polarymetryczny kinetyki mutarotacji glukozy. K_U01, K_U02, K_U03, K_UO4, K_K01 C7 - Przewodnictwo: Wyznaczanie stałej dysocjacji słabego kwasu metodą konduktometryczną. K_U02, K_U03, K_K01 7. Sposoby weryfikacji efektów kształcenia Symbol przedmiotowego efektu kształcenia K_W01 K_W02 K_W03 K_W04 K_U01 K_U02 K_U03 K_U04 K_K01 Symbole form prowadzonych zajęć W, S, C Sposoby weryfikacji efektu kształcenia - Kolokwium wstępne (kartkówka) przed każdym ćwiczeniem. - Kolokwium (1x) z seminarium (ćwiczeń rachunkowych) - Kolokwium końcowe zaliczeniowe w formie pisemnej Kryterium zaliczenia Warunkiem dopuszczenia do kolokwium końcowego jest zaliczenie ćwiczeń (laboratorium) i seminarium (ćwiczenia rachunkowe). Kolokwium końcowe pisemne w formie krótkich pytań otwartych. Pytania mogą zawierać krótkie zadania do obliczenia. Kryterium zaliczenia egzaminu podane jest poniżej w pkt. 8. Kryteria oceniania. 8. Kryteria oceniania Forma zaliczenia przedmiotu: Kolokwium końcowe (zaliczeniowe), pytania otwarte ocena 2,0 (ndst) 3,0 (dost) kryteria Student nie zna podstawowych pojęć z zakresu chemii fizycznej, nie potrafi poprawnie podać podstawowych praw chemii fizycznej i dokonać prostych obliczeń. Ocenę negatywną wystawia się w przypadku niezaliczenia kolokwium (poniżej 60% sumy punktów). Student ma elementarną wiedzę z chemii fizycznej. Potrafi wymienić podstawowe prawa chemii fizycznej i umie zastosować je do bazowych obliczeń. Kryterium zaliczenia (3,0 i powyżej) min. 60% sumy punktów możliwych do uzyskania z kolokwium. Ocena końcowa wystawiana jest na podstawie średniej ważonej ocen uzyskanych z kolokwium końcowego (50%) oraz seminariów (20%) i ćwiczeń lab. (30%). 3,5 (ddb) 4,0 (db) Student wykazuje pogłębioną wiedzę z zakresu chemii fizycznej, potrafi interpretować prawa odnosząc je do zjawisk przyrodniczych, a także ujmować je ilościowo w obliczeniach. 4,5 (pdb) Strona 4 z 5

5 5,0 (bdb) Student potrafi powiązać prawa fizykochemiczne między sobą, a także odnieść je do innych nauk ścisłych, zjawisk przyrodniczych i technologii. Potrafi ujmować prawa ilościowo w obliczeniach i rozwiązaniach praktycznych, a także wyprowadzać wzory i zależności 9. Literatura Literatura obowiązkowa: 1. Farmacja fizyczna, praca zbior. pod red. T.W. Hermanna, PZWL Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej. Skrypt dla studentów Farmacji i Analityki Medycznej, T. Gubica (red.), Oficyna wydawnicza WUM 2012 Literatura uzupełniająca: 1. A.G. Whittaker, A.R. Mount, M.R. Heal, Chemia fizyczna. Krótkie wykłady, PWN P. T. Atkins, Podstawy chemii fizycznej, PWN Kalkulacja punktów ECTS (1 ECTS = od 25 do 30 godzin pracy studenta) Forma aktywności Liczba godzin Liczba punktów ECTS Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim: Wykład 10 Seminarium 5 Ćwiczenia 30 Samodzielna praca studenta (przykładowe formy pracy): W tym polu opisujemy nakład samodzielnej pracy przeciętnego studenta konieczny aby zaliczyć przedmiot. W kalkulacji należy uwzględnić m.in. konieczność przygotowania się do zajęć, wykonania pracy domowych, przygotowania się do zaliczeń itp. Przygotowanie studenta do zajęć 30 Przygotowanie studenta do zaliczeń (kolokwium z seminarium) 5 Przygotowanie się i udział w kolokwium końcowym Informacje dodatkowe Razem Zakład Chemii Fizycznej Wydział Farmaceutyczny; ul. Banacha 1 tel. (22) Podpis Kierownika Jednostki Podpis osoby odpowiedzialnej za sylabus Strona 5 z 5