Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Chemia fizyczna

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-1ENCHFIZW3
Kod Erasmus / ISCED: 13.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0531) Chemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Chemia fizyczna
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Energetyka i chemia jądrowa - przedmioty dla 3 semestru
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Kierunek podstawowy MISMaP:

chemia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (opisowo):

Wykład ma na celu zapoznanie studenta z podstawowymi pojęciami z których korzystają inne działy chemii takie jak chemia nieorganiczna, chemia organiczna, technologia, biochemia, zapoznanie z prawami rządzącymi procesami fizykochemicznymi oraz wyjaśnieniem podstaw, na których bazują nowoczesne fizykochemiczne metody badawcze.

Tryb prowadzenia:

w sali
zdalnie

Skrócony opis:

Treści wykładu dotyczą podstawowej wiedzy fizykochemicznej, niezbędnej do zrozumienia i matematycznego opisu procesów fizykochemicznych oraz interpretacji fenomenologicznej i molekularnej tych procesów.

Przedmiot realizowany jest w formie:wykładu (30 godz-jeden semestr)

Pełny opis:

Zakres tematyczny:

Termodynamika:

Pojęcie układu i jego otoczenia. Stany skupienia materii. Gazy doskonałe i rzeczywiste, równanie stanu gazu doskonałego. Parametry stanu układu: temperatura, ciśnienie, objętość, liczność. Przypomnienie podstawowych pojęć mechaniki klasycznej: wektor wodzący, prędkość, przyspieszenie, pęd, praca, energia kinetyczna, zasady dynamiki Newtona, zasada zachowania energii i pędu, zderzenia sprężyste. Energia wewnętrzna, entropia, ciepło, praca. Zasady termodynamiki (zerowa, pierwsza, druga, trzecia). Pojęcie różniczki zupełnej. Transformacja Legendre’a funkcji jednej i wielu zmiennych. Funkcje termodynamiczne: entalpia, energia swobodna, entalpia swobodna. Ciepło procesu w stałej objętości i pod stałym ciśnieniem. Pojemność cieplna w stałej objętości i pod stałym ciśnieniem. Produkcja entropii i kryteria samorzutności w warunkach układu izolowanego, stałej objętości i stałego ciśnienia. Obliczanie zmian funkcji termodynamicznych, w tym dla gazu doskonałego. Potencjał chemiczny, jednorodność funkcji termodynamicznych (twierdzenie Eulera), warunek równowagi termodynamicznej (prawo działania mas).

Kinetyka chemiczna:

Szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne: stała szybkości reakcji, rząd reakcji, cząsteczkowość reakcji. Równania kinetyczne reakcji I i II rzędu (odpowiednie wykresy – wyznaczanie stałej szybkości reakcji). Reakcie złożone (równoległe, następcze, równowagowe, następcze z równowagą wstępną). Przybliżenie stanu stacjonarnego. Wyznaczanie rzędu reakcji. Stała szybkości reakcji, wpływ T (równanie Arrheniusa). Teoria zderzeń aktywnych, teoria kompleksu aktywnego. Kataliza enzymatyczna.

Elektrochemia

Roztwory idealne i rzeczywiste, aktywność jonów i aktywność elektrolitu. Założenia teorii Debye`a-Hückela. Prawo Ohma. Przewodnictwo właściwe i molowe roztworów elektrolitów. Pojęcie ruchliwości jonów. Zależność przewodnictwa właściwego mocnych elektrolitów od stężenia elektrolitu, ładunku, ruchliwości jonów oraz od parametrów fizykochemicznych rozpuszczalnika. Efekt relaksacyjny i elektroforetyczny. Solwatacja (teoria Borna).

Równanie Nernsta, potencjał standardowy. Elektrody I i II rodzaju, elektrody gazowe: schematy, reakcje - zapis reakcji elektrodowych zgodnie z konwencją. Standardowa elektroda wodorowa. Ogniwa – schemat ogniwa i zasady zapisu. Podział i przykłady ogniw: ogniwa galwaniczne. Siła elektromotoryczna ogniwa galwanicznego. Związek SEM z funkcjami termodynamicznymi reakcji zachodzącej w ogniwie. Zastosowanie pomiarów SEM do wyznaczania parametrów termodynamicznych reakcji. Procesy elektrodowe kontrolowane kinetycznie i dyfuzyjnie (równanie Butlera-Volmera, równanie Tafela).

Literatura:

1. Atkins, P.W., i wsp., Chemia fizyczna. 2016: Wydawnictwo Naukowe PWN SA.

2. Pigoń, K., Ruziewicz, Z., Chemia fizyczna: Podstawy fenomenologiczne. 1. 2007: Wydawnictwo Naukowe PWN.

3. Hołyst, R., A. Poniewierski, A. Ciach, Termodynamika dla chemików, fizyków i inżynierów. 2005: Wydawnictwo Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego.

4. Jackowska, K., Repetytorium – Elektrochemia, 2017: Wydział Chemii UW, Zakład Dydaktyczny Chemii Fizycznej.

Efekty uczenia się:

Po zakończeniu wykładu student:

- umiejętnie posługuje się podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki chemicznej, termochemii, statyki i kinetyki chemicznej, elektrochemii, zjawisk powierzchniowych,

- umie wyjaśnić podstawy wielu zjawisk i procesów zachodzących w przyrodzie, zna związki przyczynowo skutkowe

- wie jak zastosować odpowiednie wzory do jakościowego i ilościowego opisu wielu zjawisk fizykochemicznych,

- umie przewidzieć kierunek zachodzących procesów po zmianie parametrów fizykochemicznych takich jak temperatura, ciśnienie, potencjał, stężenie

- wie jakie metody doświadczalne może zastosować do badania reakcji i procesów fizykochemicznych

- umie z danych doświadczalnych wyznaczyć wielkości fizykochemiczne i parametry przebiegających reakcji

Metody i kryteria oceniania:

Uczęszczanie na zajęcia jest obowiązkowe. Dopuszczalne są 2 nieusprawiedliwione nieobecności (w przypadku większej liczby nieobecności konieczne jest zwolnienie lekarskie).

Wykład podzielony jest na dwa bloki, które kończą się pisemnymi kolokwiami cząstkowymi. Kolokwia cząstkowe oceniane są następująco: I - 20 pkt, II – 20 pkt, a więc w sumie student/ka może uzyskać 40 pkt. Student/ka który/a uzyskał/a co najmniej 35 punktów z kolokwiów cząstkowych zostaje zwolniony/a z egzaminu z oceną bardzo dobrą (może jednak pisać egzamin, aby uzyskać ocenę 5!). Pozostałe osoby przystępują do egzaminu z całości materiału, przy czym maksymalna liczba punktów, które można uzyskać za egzamin wynosi 60. Punktacja za całe zajęcia jest sumą punktów za kolokwia cząstkowe oraz egzamin – maksymalnie można uzyskać 40+60=100 pkt.

Punkty przeliczane są na ocenę w następujący sposób:

0 – 50,00 – ndst

50,01 –60.00 – dst

60,01 –70.00 – dst+

70,01 –80.00 – db

80,01 –90.00 – db+

90,01 –98.00 – bdb

98,01 –100.00 – bdb!

W przypadku niezaliczenia zajęć, student zdaje pisemny egzamin poprawkowy z całości materiału (w sesji poprawkowej). Maksymalna liczba punktów z egzaminu poprawkowego wynosi 100. Punkty przeliczane są na ocenę w sposób analogiczny jak powyżej.

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
ul. Banacha 2
02-097 Warszawa
tel: +48 22 55 44 214 https://www.mimuw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-e459be735 (2022-11-16)