Chemia fizyczna 1700-A2-CHEMFIZ-SJ

http://www.chemfiz.cm.umk.pl

Głównym celem przedmiotu Chemia fizyczna jest zapoznanie studentów z podstawami chemii fizycznej umożliwiającymi zrozumienie praw rządzących procesami fizykochemicznymi zachodzącymi w przyrodzie oraz opanowanie terminologii
i aparatu matematycznego opisującego te zjawiska. W trakcie realizacji zajęć teoretycznych i praktycznych studenci nabywają umiejętności stosowania zdobywanej wiedzy w rozwiązywaniu różnorakich problemów oraz interpretacji obserwowanych zjawisk fizykochemicznych. Z faktu, iż przedmiot Chemia fizyczna zajmuje się badaniem zjawisk zachodzących w układach makroskopowych i międzycząsteczkowych, przedstawiane podstawy teoretyczne umożliwiają studentom zrozumienie wielu przemian i procesów biochemicznych zachodzących
w organizmach żywych, a przez co kryteriów doboru przy projektowaniu molekuł o charakterze farmakologiczno-diagnostycznym i zasady ich działania. Ćwiczenia laboratoryjne wspomagają ugruntowanie wiadomości przekazanych w trakcie wykładów oraz wyrabiają umiejętności praktycznego posługiwania się metodami eksperymentalnymi
oraz teoretycznymi podczas rozwiązywania problemów z zakresu chemii fizycznej. Opanowanie przez studentów reguł i praw
z zakresu przedmiotu Chemia fizyczna oraz ich powiązania
z ujęciem ilościowym i jakościowym stanowią bazę
do zrozumienia podstaw chemicznej analizy instrumentalnej
oraz wielu metod diagnostyczno-laboratoryjnych.
W ramach realizowanych treści kształcenia z przedmiotu Chemia fizyczna student zdobywa wiedzę z zakresu celów i zadań chemii fizycznej. Nabiera umiejętności dokonywania pomiarów fizykochemicznych oraz opracowanie statystycznego wyników uzyskanych na drodze pomiarów bezpośrednich i pośrednich. Ponadto poznaje i stosuje pomocnicze metody obliczeniowe.
W ciągu cyklu trwania przedmiotu, student zdobywa fachową wiedzę z działu termodynamiki tj.: pierwszej zasady termodynamiki, termochemii, zależności ciepła od temperatury (prawo Kirchoffa), drugiej zasady termodynamiki, zmian entropii w procesach fizyko-chemicznych oraz obliczeń tych zmian, kryteriów samorzutności procesów chemicznych, obliczania zmian entalpii swobodnej, związkami pomiędzy funkcjami termodynamicznymi, powinowactwa chemicznego, równowag chemicznych i prawa działania mas; reguły przekory
Le Chateliera-Browna, obliczania standardowego powinowactwa i stałej równowagi. Z działu roztwory i równowagi fazowe, student poznaje: układy jednoskładnikowe (gazy doskonały, gaz rzeczywisty, roztwory ciekłe, ciała stałe), układy koloidalne, zjawiska powierzchniowe, równowagi w układach wielofazowych, termodynamikę równowag fazowych, regułę faz Gibbsa, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Przedstawiane treści
z działu kinetyka chemiczna pozwalają studentowi zapoznać się z: szybkością reakcji homogenicznej, kinetyką reakcji prostych (reakcje rzędu zerowego, pierwszego, drugiego), kinetyką reakcji złożonych (reakcje odwracalne, równoległe, następcze, łańcuchowe), teoriami kinetycznymi, katalizą oraz reakcjami enzymatycznymi. Ostatni realizowany dział pozwala studentowi na zdobycie wiedzy z zakresu elementów elektrochemii, czyli: przewodnictwa wodnych roztworów elektrolitów, ogniw galwanicznych, potencjału utleniająco- redukującego, charakterystyki półogniw, elektrolizy, prawa Faraday’a i zjawiska korozji.

Całkowity nakład pracy studenta

1. Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich wynosi: - udział w wykładach: 30 godzin - udział w laboratoriach: 30 godzin - udział w seminariach: 30 godzin - udział w konsultacjach: 15 godzin - egzamin teoretyczny: 2 godziny Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich wynosi 107 godziny, co odpowiada 4,28 punktu ECTS. 2. Bilans nakładu pracy studenta: - udział w wykładach: 30 godzin - udział w laboratoriach: 30 godzin - udział w seminariach: 30 godzin - udział w konsultacjach: 15 godzin - czytanie wybranego piśmiennictwa naukowego: 5 godziny - przygotowanie do laboratoriów: 3 godzin - przygotowanie do seminariów: 2 godzin - przygotowanie do kolokwiów: 3 godzin - przygotowanie do egzaminu i egzamin: 5 + 2 = 7 godziny. Łączny nakład pracy studenta związany z realizacją przedmiotu wynosi 125 godziny, co odpowiada 5 punktom ECTS. 3. Nakład pracy związany z prowadzonymi badaniami naukowymi: - czytanie wybranego piśmiennictwa naukowego: 5 godzin - udział w wykładach (z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej): 20 godzin udział w laboratoriach (z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej): 16 godzin - przygotowanie do laboratoriów z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej: 3 godzin - udział w seminariach (z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej): 16 godzin - przygotowanie do seminariów z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej: 2 godzin - przygotowanie do egzaminu z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej: 5 godzin - przygotowanie do kolokwiów z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej: 3 godzin - konsultacje z uwzględnieniem wyników badań oraz opracowań naukowych z zakresu aktualnego stanu wiedzy dotyczącego chemii fizycznej: 9 godzin. Łączny nakład pracy studenta związany z prowadzonymi badaniami naukowymi wynosi 79 godzin, co odpowiada 3,16 punktu ECTS. 4. Czas wymagany do przygotowania się i do uczestnictwa w procesie oceniania: - przygotowanie do kolokwiów: 3 godzin - przygotowanie do egzaminu i egzamin: 5 + 2 = 7 godzin. Łączny nakład pracy studenta związany z przygotowaniem się do uczestnictwa w procesie oceniania wynosi 10 godzin, co odpowiada 0,4 punktu ECTS. 5. Bilans nakładu pracy studenta o charakterze praktycznym: - udział w laboratoriach: 30 godzin - udział w konsultacjach z zakresu praktycznego przeprowadzenia doświadczeń: 2 godzin Łączny nakład pracy studenta związany z aspektami praktycznymi kształcenia wynosi 32 godziny, co odpowiada 1,28 punktu ECTS. 6. Bilans nakładu pracy studenta poświęcony zdobywaniu kompetencji społecznych w zakresie laboratoriów i seminariów. Kształcenie w dziedzinie afektywnej poprzez proces samokształcenia - konsultacje z nauczycielem akademickim: 4 godziny. Łączny czas studenta potrzebny do zdobywania kompetencji społecznych w zakresie laboratoriów oraz seminariów wynosi 4 godziny co odpowiada 0,16 punktu ECTS. 7. Czas wymagany do odbycia obowiązkowej praktyki: - nie dotyczy. Od cyklu kształcenia 2024/25 1. Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich wynosi: - udział w wykładach: 30 godzin - udział w laboratoriach: 30 godzin - udział w seminariach: 30 godzin Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich wynosi 90 godzin, co odpowiada 3,6 punktu ECTS. 2. Bilans nakładu pracy studenta: - udział w wykładach: 30 godzin - udział w laboratoriach: 30 godzin - udział w seminariach: 30 godzin - czytanie wybranego piśmiennictwa naukowego: 8 godziny - przygotowanie do laboratoriów: 8 godzin - przygotowanie do seminariów: 2 godzin - przygotowanie do kolokwiów: 10 godzin - przygotowanie do egzaminu i egzamin: 5 + 2 = 7 godziny. Łączny nakład pracy studenta związany z realizacją przedmiotu wynosi 125 godziny, co odpowiada 5 punktom ECTS. 3. Bilans nakładu pracy studenta o charakterze praktycznym: - udział w laboratoriach: 30 godzin - przygotowanie do laboratoriów w zakresie praktycznym: 3 godziny - przygotowanie do kolokwiów w zakresie praktycznym: 3 godziny - przygotowanie do egzaminu: 5 godzin. Łączny nakład pracy studenta związany z aspektami praktycznymi kształcenia wynosi 41 godzin, co odpowiada 1,6 punktom ECTS. 4. Czas wymagany do odbycia obowiązkowej praktyki: Nie dotyczy.

Efekty uczenia się - wiedza

Student zna i rozumie: W1: podstawy budowy jądra atomowego: B.W03 W3: podstawy kinetyki reakcji chemicznych: B.W07 W4: podstawowe prawa termochemii, elektrochemii i zjawisk powierzchniowych: B.W07 W5: rolę zjawisk fizykochemicznych w przebiegu procesów zachodzących w warunkach in vivo oraz in vitro z punktu widzenia kierunku ich przebiegu: B.W08 W6: rolę zjawisk fizykochemicznych w przebiegu procesów zachodzących w warunkach in vivo oraz in vitro z punktu widzenia kierunku ich wydajności: B.W08 W7: rolę zjawisk fizykochemicznych w przebiegu procesów zachodzących w warunkach in vivo oraz in vitro z punktu widzenia ich szybkości: B.W08 W8: rolę zjawisk fizykochemicznych w przebiegu procesów zachodzących w warunkach in vivo oraz in vitro z punktu widzenia ich mechanizmu: B.W08

Efekty uczenia się - umiejętności

Student potrafi: U1: wyznaczać wielkości fizykochemiczne: B.U07 U2: opisywać i analizować właściwości i procesy fizykochemiczne, stanowiące podstawę farmakokinetyki: B.U07 U3: wykonywać obliczenia chemiczne: B.U03 U4: sporządzać roztwory o określonych stężeniach: B.U04 U5: sporządzać roztwory o określonym pH: B.U04 U6: sporządzać roztwory buforowe: B.U04 U7: mierzyć wielkości fizykochemiczne: B.U07 U8: wykonywać wszystkie czynności laboratoryjne z dbałością pozwalającą na zachowanie pełnego bezpieczeństwa swojego i osób współpracujących B.U10 U9: planować i wykonywać analizy chemiczne: B.U14 U10: interpretować wyniki analiz: B.U14 U11: wyciągać wnioski z wyników analiz: B.U14

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Student gotów jest do: K1: korzystania z obiektywnych źródeł informacji naukowej: B.K01

Metody dydaktyczne

Wykład: 1. Metody podające: - wykład tradycyjny wspomagany technikami multimedialnymi; - wykład interaktywny; - wykład informacyjny. 2. Metody aktywizujące: - metoda przypadków; - dyskusja; - dyskusja nieformalna; - debata „za” i „przeciw”. 3. Metody problemowe - giełda przypadków (burza mózgów); - klasyczna metoda problemowa. 4. Metody eksponujące - pokaz wybranych zjawisk. Laboratoria: 1. Metody ćwiczeniowo – praktyczne: - ćwiczenia praktyczne; - pomiar i obserwacja; - doświadczenia. 2. Metody podające: - opis; - pogadanka. 3. Metody: - metoda przypadków; - dyskusja; - dyskusja nieformalna - debata „za” i „przeciw”. 4. Metody problemowe: - giełda przypadków (burza mózgów); - klasyczna metoda problemowa. Seminaria: 1. Metody podające: - uczenie wspomagane technikami multimedialnymi; - programy komputerowe; - wykład informacyjny. 2. Metody aktywizujące: - metoda przypadków; - dyskusja; - dyskusja nieformalna; - debata „za” i „przeciw”. 3. Metody problemowe: - giełda przypadków (burza mózgów); - klasyczna metoda problemowa. 4. Metody eksponujące: - pokaz wybranych zjawisk.

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Do realizacji opisywanego przedmiotu niezbędne jest posiadanie podstawowych wiadomości z zakresu chemii fizycznej, a ponadto chemii ogólnej, matematyki i fizyki (poziom rozszerzony z matury).

Koordynatorzy przedmiotu

W cyklu 2022/23Z:

Piotr Cysewski

W cyklu 2023/24Z:

Piotr Cysewski

W cyklu 2024/25Z:

Piotr Cysewski
Przemysław Krawczyk

Kryteria oceniania

Podstawą do zaliczenia przedmiotu jest: obecność, pozytywna ocena wystawiona przez prowadzącego laboratoria (na podstawie ilości punktów uzyskanych przez studenta w trakcie ćwiczeń) oraz przestrzeganie zasad ujętych w Regulaminie Dydaktycznym Katedry i Zakładu Chemii Fizycznej.
Wykłady: zaliczenie odbywa się na podstawie egzaminu teoretycznego.
Egzamin końcowy teoretyczny: zaliczenie przedmiotu Chemia fizyczna odbywa się na podstawie egzaminu pisemnego składającego się z 15 pytań zamkniętych o charakterze pytań testowych wielokrotnego wyboru z jedną poprawną odpowiedzią oraz 5 pytań otwartych (krótkich odpowiedzi). Za każde poprawne rozwiązanie student otrzymuje 1 punkt. Warunkiem zaliczenia egzaminu jest zdobycie minimum 30% punktów
z części otwartej oraz łącznie powyżej 50% wszystkich punktów do zdobycia na egzaminie. Skala ocen ma charakter liniowy, zgodnie z poniższą zależnością:
Podstawą do zaliczenia przedmiotu jest: obecność, pozytywna ocena wystawiona przez prowadzącego laboratoria (na podstawie ilości punktów uzyskanych przez studenta w trakcie ćwiczeń) oraz przestrzeganie zasad ujętych w Regulaminie Dydaktycznym Katedry i Zakładu Chemii Fizycznej.

Wykłady: zaliczenie odbywa się na podstawie egzaminu teoretycznego.
Egzamin końcowy teoretyczny: zaliczenie przedmiotu Chemia fizyczna odbywa się na podstawie egzaminu pisemnego składającego się z 15 pytań zamkniętych o charakterze pytań testowych wielokrotnego wyboru z jedną poprawną odpowiedzią oraz 5 pytań otwartych (krótkich odpowiedzi). Za każde poprawne rozwiązanie student otrzymuje 1 punkt. Warunkiem zaliczenia egzaminu jest zdobycie minimum 30% punktów
z części otwartej oraz łącznie powyżej 50% wszystkich punktów do zdobycia na egzaminie. Skala ocen ma charakter liniowy, zgodnie z poniższą zależnością:

Procent możliwych punktów do zdobycia Ocena
90,1-100% Bardzo dobry
80,1-90% Dobry plus
70,1-80% Dobry
60,1-70% Dostateczny plus
50,1-60% Dostateczny
0-50% Niedostateczny

Laboratoria: na podstawie zaliczenia. Kryteria oceniania:
w trakcie jednego ćwiczenia student oceniany jest na podstawie stopnia merytorycznego przygotowania do ćwiczenia (0-4 punktów), jakości wykonywania zadań i poleceń (0-2 punktów), opracowania przeprowadzonych doświadczeń w postaci raportu (0-4 punktów) oraz dwóch kolokwiów teoretycznych (0-50 punktów) w ciągu semestru. Każde kolokwium składa się z 10 pytań zamkniętych o charakterze pytań testowych wielokrotnego wyboru z jedną poprawną odpowiedzią oraz 5 pytań otwartych (krótkich odpowiedzi). Każda poprawna odpowiedź punktowana jest w skali 0 - 1, przy czym całkowita liczba punktów uzyskanych przez studenta obliczana jest na podstawie następującego schematu: x/15∙50, gdzie x oznacza sumę punktów zdobytych na podstawie poprawności rozwiązywanych zadań / problemów. Punkty za kolokwium będą uznawane w przypadku zdobycia minimum 30% maksymalnej ilości punktów. Celem uzyskania zaliczenia z laboratorium należy zdobyć powyżej 50% z wszystkich możliwych punktów do zdobycia oraz oddać poprawnie wypełnione raporty z przeprowadzonych doświadczeń.

Seminaria: zaliczenie odbywa się na podstawie kolokwium pisemnego składającego się z 10 pytań zamkniętych (zadania obliczeniowe) o charakterze pytań testowych wielokrotnego wyboru z jedną poprawną odpowiedzią. Celem uzyskania zaliczenia z seminariów należy zdobyć co najmniej 30%
z wszystkich możliwych punktów do zdobycia na kolokwium.

Egzamin końcowy teoretyczny > 50% : B.W03, B.W07, B.U07, B.K01
Kolokwium teoretyczne (seminaria) ≥ 30% : B.W03, B.W07, B.U03, B.U07, B.U14, B.K01
Kolokwium teoretyczne (laboratoria) ≥30% B.W03, BW08, B.U03, B.U04, B.U07, B.U10, B.U14, B.K01
Praktyczne wykonanie ćwiczeń (0-2 punktów): B.W03, BW08, B.U03, B.U04, B.U07, B.U10, B.U14, B.K01
Raporty(0-4 punktów): B.W03, B.W07, BW08, B.U03, B.U04, B.U07, B.U10, B.U14
Merytoryczne przygotowanie do zajęć (0-4 punktów): B.W03, B.W07, BW08

Praktyki zawodowe

Nie dotyczy

Literatura

Literatura podstawowa:
1. Atkins PW. Podstawy Chemii Fizycznej. PWN, Warszawa 2001
2. Pigoń K, Ruziewicz Z. Chemia Fizyczna. PWN, Warszawa 2005
3. Atkins PW, Trapp CA, Cady MP, Giunta C. Chemia Fizyczna – zbiór zadań z rozwiązaniami. PWN, Warszawa 2001
Literatura uzupełniająca:
1. Hermann TW (red.). Farmacja fizyczna. Podręcznik dla studentów farmacji i analityki medycznej. PZWL, Warszawa 2007
2. Uchami G, Hermann TW. Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej dla studentów farmacji i analityki medycznej. AM, Poznań 2002

Od cyklu kształcenia 2024/2025:
Literatura podstawowa:
1. Atkins PW. Podstawy Chemii Fizycznej. PWN, Warszawa 2001.
2. Pigoń K, Ruziewicz Z. Chemia Fizyczna. PWN, Warszawa 2005
3. Atkins PW, Trapp CA, Cady MP, Giunta C. Chemia Fizyczna – zbiór zadań z rozwiązaniami. PWN, Warszawa 2001.
Literatura uzupełniająca:
1. Hermann TW (red.). Farmacja fizyczna. Podręcznik dla studentów farmacji i analityki medycznej. PZWL, Warszawa 2007.
2. Uchami G, Hermann TW. Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej dla studentów farmacji i analityki medycznej. AM, Poznań 2002.

W cyklu 2022/23Z:

W cyklu 2023/24Z:

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 1700-A2-CHEMFIZ-SJ w USOSweb