Chemia fizyczna

stacjonarne

jednolite magisterskie

obowiązkowy

76 godz. laboratorium / zaliczenie na ocenę / IV semestr

Matematyka

Fizyka

Chemia ogólna i nieorganiczna

kierunek studiów: chemia

dr hab. inż. Magdalena Urbańska, prof. WAT

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w laboratoriach / 76

2. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 80

3. Przygotowanie do zaliczenia / 30

Godz. / ECTS

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 186 / 7

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 76/ 3,5

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 186 / 7

Zajęcia o charakterze praktycznym: 156 / 5,5

Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej. Pierwsza zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna i entalpia. Ich zmiany na drodze ciepła i na drodze pracy. Pojemności cieplne. Druga zasada termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne, samorzutne i wymuszone. Podstawy termochemii. Prawo Hessa i Kirchhoffa. Energia i entalpia swobodna. Wielkości cząstkowe. Potencjał chemiczny. Aktywność. Właściwości gazów i faz skondensowanych. Równowagi fazowe. Reguła faz Gibbsa. Układy dwu i wieloskładnikowe. Termodynamika procesu mieszania. Równowaga chemiczna. Reguła przekory. Kinetyka chemiczna. Szybkość reakcji, równania kinetyczne, rząd reakcji. Stała szybkości reakcji. Równanie Arrheniusa i teoria zderzeń aktywnych oraz kompleksu aktywnego. Kataliza. Adsorpcja i zjawiska powierzchniowe. Właściwości roztworów elektrolitów. Przewodnictwo. Różnica potencjałów na granicach faz. Ogniwa elektrochemiczne. Termodynamika ogniw. Elektroliza. Elektryczne i magnetyczne właściwości cząsteczek.

Regulamin pracowni i BHP / 1 godz.

Studenci mają do wykonania 18 ćwiczeń laboratoryjnych trwających po 4 godz. każde o następującej tematyce:

Gęstościomierz – wyznaczanie nadmiarowej objętości molowej mieszaniny woda-etanol

Refrakcja molowa i współczynnik załamania światła

Napięcie powierzchniowe (metoda pęcherzykowa)

Lepkość cieczy (wiskozymetr Ostwalda)

Standardowa entalpia tworzenia

Wyznaczanie masy cząsteczkowej cukru metodą ebuliometryczną

Równowaga ciecz-kryształ w układach dwuskładnikowych

Trójkąt Gibbsa

Azeotropia dwuskładnikowa

Adsorpcja

Równowagi asocjacji i dysocjacji. Współczynnik podziału Nernsta.

Zdolność skręcająca domieszki optycznie czynnej (selektywne odbicie światła)

Synergizm w tworzeniu miceli

Przewodnictwo właściwe roztworów i miareczkowanie konduktometryczne

Siła elektromotoryczna ogniwa

Kinetyka reakcji chemicznych (konduktometr)

Kinetyka inwersji sacharozy (polarymetr)

Kinetyka reakcji (UV-vis)

Końcowy sprawdzian pisemny (rozbójnik) / 3 godz.

podstawowa:

1. red. Sławomir Neffe, oprac. Wanda Burakiewicz-Mortka, Chemia. Ćwiczenia laboratoryjne, 1989.

2. Waldemar Ufnalski, Obliczenia fizykochemiczne, 1995.

3. A.G. Whittaker, A.R. Mount, M.R. Heal, Chemia fizyczna. Krótkie wykłady, 2012.

4. Krzysztof Pigoń, Zdzisław Ruziewicz, Chemia fizyczna 1, Podstawy fenomenologiczne, 2013.

5. Peter Atkins, Julio de Paula, Chemia fizyczna, 2016.

uzupełniająca:

1. Witold Tomassi, Helena Jankowska, Chemia fizyczna, 1980.

2. Helena Jankowska, Chemia fizyczna,1994.

3. Adolf Kisza, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej, 1995.

Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / Student zna pojęcia, wielkości i zależności termochemii, termodynamiki chemicznej, elektrochemii, statyki i kinetyki chemicznej oraz zjawiska fizykochemiczne (kataliza, sorpcja, dyfuzja, osmoza, przemiany fazowe). Zna rodzaje oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią oraz relacje pomiędzy strukturą związków i ich widmami IR, 1H NMR, UV-Vis i MS. Ma rozszerzoną wiedzę na temat spektroskopowego określania struktury związków chemicznych / K_W05

W2 / Student zapoznał się z metodami walidacji metod analitycznych oraz z zasadami kierowania laboratorium analitycznym zgodnie

z wymogami Unii Europejskiej / K_W07

W3 / Student zna podstawy chemii kwantowej, termodynamiki statystycznej i mechaniki molekularnej / K_W08

W4 / Student opanował wiedzę z matematyki pozwalającą na posługiwanie się metodami obliczeniowymi w chemii, wykorzystywanie ich do opisu zjawisk, procesów fizykochemicznych i technologicznych. Poznał i rozumie zasadnicze twierdzenia algebry liniowej i geometrii analitycznej. Zna podstawowe pojęcia i twierdzenia rachunku różniczkowego i całkowego. Zna elementy statystyki matematycznej i rachunku prawdopodobieństwa / K_W11

W5 / Student ma ugruntowaną i poszerzoną wiedzę z zakresu obranej specjalności umożliwiającą analizę i interpretację typowych dla danej specjalności zjawisk i procesów / K_W17

W6 / Student ma ogólną wiedzę o aktualnych kierunkach rozwoju i najnowszych odkryciach z zakresu nauk chemicznych i pokrewnych / K_W18

U1 /Student potrafi planować i wykonywać badania doświadczalne lub obserwacje w laboratorium chemicznym w zgodzie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy, bezpiecznego postępowania z chemikaliami oraz selekcji i utylizacji odpadów chemicznych / K_U02

U2 /Student potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi oraz znaleźć rozwiązanie problemu z zakresu syntezy związków chemicznych, komponowania materiałów, określania ich składu chemicznego i struktury oraz właściwości fizykochemicznych w oparciu o wyniki badań literaturowych i doświadczalnych / K_U03

U3 / Student umie mierzyć i obliczać istotne parametry materiałów, zjawisk i procesów chemicznych / K_U04

U4 / Student potrafi określić strukturę materiałów oraz ich właściwości fizykochemiczne w oparciu o badania rentgenograficzne, adsorpcyjne, termofizyczne, optyczne i inne / K_U05

U5 / Student potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki eksperymentów, obserwacji i obliczeń teoretycznych, a także przedyskutować błędy

pomiarowe / K_U06

U6 / Student potrafi współdziałać z innymi osobami w ramach prac zespołowych i kierować pracą zespołu / K_U19

1. Warunkiem przystąpienia do wykonywania ćwiczenia jest zdanie kolokwium wejściowego sprawdzającego znajomość podstaw

teoretycznych, celu ćwiczenia, sposobu wykonania i stosowanej aparatury.

2. Zaliczenie ćwiczenia polega na przeprowadzeniu pomiarów laboratoryjnych zgodnie z instrukcją, w terminie przewidzianym w harmonogramie, a następnie przedstawieniu prowadzącemu sprawozdania. Należy prowadzić dziennik laboratoryjny.

3. Szczegółowy sposób wykonania poszczególnych sprawozdań zawarty jest w instrukcjach do ćwiczeń. Wszystkie muszą zawierać

stronę tytułową zawierającą dane identyfikujące oraz daty wykonania ćwiczenia i oddania sprawozdania.

4. Sprawozdania są indywidualne, pisane odręcznie, a wykresy rysowane na papierze milimetrowym przy użyciu ołówka.

5. Sprawozdanie musi być oddane przed rozpoczęciem następnych zajęć laboratoryjnych.

6. Warunkiem zaliczenia pracowni jest zaliczenie końcowego sprawdzianu pisemnego, do którego można być dopuszczonym po

wykonaniu wszystkich ćwiczeń, zaliczeniu wszystkich wejściówek oraz oddaniu sprawozdań i ich przyjęciu przez prowadzących.

7. Końcowy sprawdzian pisemny w terminie „0” jest podzielony na trzy części, po sześć ćwiczeń każdy.

8. W przypadku pisania wszystkich trzech części suma zdobytych punktów niezbędna do zaliczenia musi wynosić minimum 50% - bonus za systematyczną pracę.

9. Począwszy od terminu „I” na końcowym sprawdzianie pisemnym są pytania ze wszystkich ćwiczeń i do zaliczenia trzeba zdobyć 60% punktów.

10. Za każde ćwiczenie można zdobyć maksymalnie 5 pkt, czyli 90 pkt ze wszystkich ćwiczeń.

11. Ocenę końcową z laboratorium Chemii fizycznej stanowi 70% średniej ocen z wejściówek i 30% oceny z końcowego sprawdzianu

pisemnego.

12. Usprawiedliwienie nieobecności odbywa się na podstawie zwolnienia lekarskiego przedstawionego kierownikowi pracowni, który dopuszcza do wykonywania ćwiczenia w innym terminie.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę, umiejętności i kompetencje przewidziane efektami uczenia w stopniu bardzo

dobrym, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy. Wykazuje się wytrwałością i samodzielnością w pokonywaniu trudności oraz systematycznością pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami uczenia w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać

zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami uczenia w stopniu dostatecznym.

Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi

jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie posiadł wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie koniecznych wymagań.

brak