Chemia fizyczna IIB - laboratorium

Ćwiczenia laboratoryjne są ilustracją zagadnień omawianych na wykładzie z Chemii Fizycznej II. W trakcie trwania pracowni w semestrze letnim studenci w dwuosobowych grupach wykonują samodzielnie, pod opieką asystenta, dziesięć ćwiczeń (poziom B). Ćwiczenia te obejmują dwa bloki tematyczne: I – Elektrochemia, II – Kinetyka chemiczna. Ćwiczenia w danym bloku stanowią tematyczną całość. Czas wykonania każdego ćwiczenia – 5 godz.

Studenci poznają metodykę i aparaturę oraz wyznaczają wielkości fizyczne, takie jak: stałe szybkości reakcji, parametry równania Arrheniusa, entalpię i entropię tworzenia kompleksu aktywnego. Badają wpływ środowiska i katalizatora na szybkość reakcji. Badają kinetykę różnych reakcji chemicznych , w tym również kinetykę reakcji elektrodowych. W oparciu o autorski program komputerowy symulują kinetykę reakcji złożonych.

W ćwiczeniach obejmujących elektrochemię wyznaczają współczynniki aktywności elektrolitów, przewodnictwo elektryczne słabych i mocnych elektrolitów, średni współczynnik aktywności elektrolitu, funkcje termodynamiczne reakcji zachodzącej w ogniwie oraz potencjały standardowe, badają różne ogniwa galwaniczne.

Praca w laboratorium – 60 godz.

Przygotowanie samodzielne do każdego ćwiczenia – 10 x 4 godz. = 40 godz.

Pisemne opracowanie uzyskanych wyników 10 x 4godz. = 40 godz.

Razem ok.140 godz.

1. P.W. Atkins, Chemia Fizyczna, PWN, Warszawa, 2001

2. G.M.Barrow, Chemia Fizyczna, PWN, Warszawa 1978

3. R. Brdička, Podstawy Chemii Fizycznej, PWN, Warszawa 1970

4. Chemia Fizyczna – Ćwiczenia Laboratoryjne I, Wyd.UW, Warszawa 2002.

5. H.D. Forsterling, H. Kuhn Eksperymentalna chemia fizyczna, WNT Warszawa 1976

6. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia Fizyczna. PWN, 2005

7. Praca zbiorowa, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa, 1980.

8. W. Ufnalski, K. Mądry, Excel dla chemików...i nie tylko, WNT, Warszawa, 2000.

9. L. Sobczyk, A. Kisza, K. Gatner, A. Koll, Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1982.

10. Fizyka Chemiczna, red. M. J. Janik, PWN, Warszawa 1989

11. L.Sobczyk, A.Kisza, Chemia Fizyczna dla przyrodników, PWN, Warszawa 1975

12. Skrypt Chemia Fizyczna - Ćwiczenia Laboratoryjne I, W-wa 2002, Wyd. UW

Po zakończeniu procesu uczenia się student:

• formułuje, wyjaśnia i posługuje się wieloma pojęciami z zakresu działu : elektrochemia, kinetyka chemiczna i koloidy, tj. aktywności jonów w roztworach elektrolitów, oddziaływania jon-jon, równanie Debye’a- Hückela, potencjał elektrochemiczny, półogniwa, reakcje elektrochemiczne i równania Nernsta, ogniwa galwaniczne, SEM ogniwa, przewodnictwo roztworów elektrolitów, przewodnictwo właściwe i molowe, efekt relaksacyjny i elektroforetyczny, rzędowość i cząsteczkowość reakcji, stała szybkości reakcji, teoria zderzeń aktywnych i teoria stanu przejściowego.

• przedstawia działanie ogniwa galwanicznego

• potrafi zapisywać równania reakcji elektrodowych i równania Nernsta

• tłumaczy zjawisko nadnapięcia aktywacyjnego i dyfuzyjnego

• wyznacza przewodnictwo molowe dla mocnego i słabego elektrolitu

• potrafi obliczyć wartości funkcji termodynamicznych dla reakcji zachodzącej w ogniwie

• zapisuje równania kinetyczne dla reakcji różnych rzędów, rysuje i interpretuje odpowiednie wykresy

• zna typy reakcji złożonych: odwracalne, równoległe, następcze, enzymatyczne, łańcuchowe.

• zna rodzaje koloidów, metody ich otrzymywania, właściwości optyczne i elektryczne.

• posiada umiejętność posługiwania się metodami pomiarowymi wyznaczania wyżej omawianych wielkości.

Poziom B

Warunkiem przystąpienia do wykonania ćwiczenia jest zdanie kolokwium wejściowego, sprawdzającego znajomość podstaw teoretycznych, celu ćwiczenia, sposobu wykonania i stosowanej aparatury. Opracowane wyniki pomiarów muszą być przedstawione prowadzącemu ćwiczenie w formie sprawozdania.

Po wykonaniu wszystkich ćwiczeń z danego działu studenci zdają kolokwium wyjściowe z całości materiału. Warunkiem przystąpienia do kolokwium jest wykonanie ćwiczeń i zaliczenie sprawozdań.

Warunkiem zaliczenia semestru jest obecność na wszystkich pracowniach (12), wykonanie 10 ćwiczeń, zaliczenie 10 sprawozdań, uzyskanie pozytywnych ocen z 2 kolokwiów i uzyskanie sumy punktów nie mniejszej niż 26.

Punktacja:

 Kolokwium wejściowe – 0,5-3 punktów

 Sprawozdanie - 0 –2 punktów

 Kolokwium działowe- 0 – 20 punktów (zalicza uzyskanie co najmniej 10 punktów)

Punkty otrzymane za ćwiczenia w określonym dziale są uśredniane. Maksymalnie można otrzymać 5 punktów.

Ocena końcowa z działu wystawiana jest na podstawie sumy punktów kolokwium działowego i średniej z wykonanych ćwiczeń. W semestrze maksymalnie można uzyskać 50 punktów.

Przeliczenie punktów na oceny:

 punkty: 26,0 – 31,5 ocena: 3

 31,6 – 36,5 ocena: 3+

 36,6 – 41,5 ocena: 4

 41,6 – 46,5 ocena: 4+

 46,6 – 50 ocena: 5

Nie dotyczy