Předmět: Základy fyzikální chemie pro biolog.vědy

« Zpět
Název předmětu Základy fyzikální chemie pro biolog.vědy
Kód předmětu KFCH/C432
Organizační forma výuky Přednáška + Seminář
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia 2
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 6
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Shánělová Jana, Ing. Ph.D.
  • Komersová Alena, doc. Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
1.týden / 3 hodiny (okruh II) Stavy hmoty plyny, kapaliny, pevné látky (uspořádání, stlačitelnost, roztažnost, způsoby vyjadřování koncentrace). Ideální plyn - stavová rovnice, základní plynové zákony, roztažnost a stlačitelnost. Rozdíl mezi ideálním a reálný plynem. Kapaliny míra uspořádání, nestlačitelnost, hustota, viskozita, povrchové napětí (metody stanovení dynamometr) 2.-5.týden / 12 hodin (okruh I) Termodynamika Definice základních pojmů systém, stavová veličina, teplo, práce (přehled prací v biosystému). Postuláty termodynamických zákonů nultá, první, druhá a třetí věta termodynamiky, další postuláty. Vnitřní energie, entalpie, molární tepelné kapacity. Termochemie, termochemické zákony, tepelné zabarvení chemické reakce a fázového přechodu, metody měření tepelného zabarvení dějů. Entropie definice z klasické a statistické termodynamiky, absolutní hodnota entropie, entropie chemických reakcí a fázových přechodů. Entalpicky a entropicky řízené děje v biosystému. Gibbsova energie definice, změna entropie procesů, uskutečnitelnost děje (versus časový horizont). Termodynamika směsí látek parciální molární objemy, zřeďovací a rozpouštěcí tepla. Chemický a elektrochemický potenciál, molární Gibbsova energie, standardní stav biochemický, aktivita, iontová síla, Debye-Hückelův zákon. 6.-8.týden / 9 hodin (okruh II) Fázové rovnováhy Obecná podmínka termodynamické rovnováhy, (Gibbsův zákon fází), Clausius-Clapeyronova rovnice. Koligativní vlastnosti - Raoultův zákon, tenzimetrie, ebuliometrie, kryoskopie, osmometrie osmotická práce, osmolalita, Henryho zákon. Rovnováhy dvou kapalin - Raoultův zákon, destilace a rektifikace, přehánění vodní parou, rozdělovací koeficient. Disperzní systémy klasifikace, definice, příklady. Sedimentace v gravitačním poli, v odstředivce, stanovení molekulové hmotnosti polymerů. 9-10.týden / 9 hodin (okruh III) Chemické rovnováhy Guldberg-Waagův zákon, výpočet rovnovážného složení, afinita chemické reakce. Rovnováhy v roztocích elektrolytů Základní pojmy elektrolyt, podmínka elektroneutrality, pH. Disociace kyselin a zásad, pufry, amfolyty. Rozpustnost. (Vodivost roztoku elektrolytu a její praktické použití.) 11.-13.týden / 6 hodin (okruh III) Chemická kinetika Reakční rychlost v jednotkovém objemu, základní pojmy. Reakční schéma, rozdělení reakcí, rychlostní konstanta, zákon aktivní hmoty, sestavení kinetické rovnice. Teplotní závislost rychlostní konstanty. Kinetika reakce prvního řádu. Katalýza a inhibice. Rovnice Michaelis-Menten.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Metody práce s textem (učebnicí, knihou), Nácvik dovedností
Výstupy z učení
Cílem předmětu je získat nejzákladnější představy kinetické teorie hmoty, v termodynamice jednoduchý popis systémů a dějů z hlediska energetické bilance, základy biotermodynamiky a bioenergetiky, základy fázových a chemických rovnováh, základy elektrochemie. Z reakční kinetiky student získá základní znalosti o sledování časového průběhu reakcí, aplikace poznatků z kinetiky ve farmakokinetice.
Posluchač po absolvování předmětu získá základní znalosti z oblasti kinetické teorie hmoty, termodynamiky a biotermodynamiky, fázových a chemických rovnováh, kinetiky a farmakokinetiky.
Předpoklady
Úspěšné zvládnutí základů matematiky, fyziky, chemie a biologie.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška, Analýza výkonu studenta, Didaktický test

Průběžná kontrola studia - kontrolní písemky na seminářích - 40 % zkoušky Povinná zkoušková písemka - 20 % zkoušky - z toho 3 výpočtové příklady (po 5%) a 5 otázek z teorie (po 1%) - pro umožnění účasti na ústní zkoušce je nutné: 1. dosažení v úhrnu alespoň 10% zkoušky z průběžných a zkouškové písemky a zároveň 2. správné zodpovězení alespoň 3 z 5 otázek z teoretické části zkouškové písemky. povinná ústní část zkoušky - 40 % - dostatečné zodpovězení položených 3 otázek z definovaných okruhů. - v případě vyjímečných neznalostí, nebo naopak velmi dobrého výsledku písemné a ústní části zkoušky má zkoušející právo zohlednit toto v celkovém hodnocení zkoušky.
Doporučená literatura
  • Kodíček M., Karpenko V. Biofyzikální chemie, Academia Praha 1977.
  • P. Čičmanec, M. Hájek, H. Drobná, K. Frolich. Fyzikální chemie pro bakalářské studium. Pardubice, 2016.
  • Vodrážka, Zdeněk. Fyzikální chemie pro biologické vědy. Praha: Academia, 1982.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta chemicko-technologická Studijní plán (Verze): Zdravotní laborant (2016) Kategorie: Zdravotnictví 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Fakulta chemicko-technologická Studijní plán (Verze): Zdravotní laborant (2015) Kategorie: Zdravotnictví 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní