Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/BAB02CHE
Anotace:
Posluchači kurzu se seznámí se základními oblastmi aplikované chemie v biomedicínském inženýrství a technice. Tento kurz je zároveň uvede do studia dalších chemických disciplín. Během laboratorního cvičení by si studenti měli osvojit základní laboratorní techniky používané v chemických laboratořích zaměřených především na analýzu látek a materiálů. Laboratorním cvičením předchází cvičení zaměřené na praktické výpočty pro laboratorní praxi.
Cíle studia:
Cílem předmětu je osvojení teoretických znalostí v oblasti chemie. Osvojení si přehledu v chemii obecné, v jejích zákonitostech odvíjejících se od stavby atomu, vlastnosti prvků a jejich využití v praxi, v chemii fyzikální, také znalosti a praktické dovednosti v analytické chemii. Důležitou součástí je osvojení postupů výpočtů běžných v laboratorní praxi i v teoretickém výzkumu.
Obsah:
Otázky k SZZ:
Složení atomu, chemické vazby, vlastnosti roztoků, teorie kyselin a zásad, plyny v medicíně, elektrolýza a typy elektrod, analytické metody, termodynamické soustavy, děje vratné a nevratné, kinetika chemických reakcí.
Osnovy přednášek:
Přednášky:
| 1. | | Složení atomu a chemické vazby |
| 2. | | Definice chemické reakce, stechiometrie, elementární reakce, reakční mechanismus (kvalitativně), reakční koordináta |
| 3. | | Obecná chemická rovnováha: definice, dynamická rovnováha, zákon hmotnostní akce, Guldberg-Waageův zákon, vyjádření rovnovážné konstanty, vztah mezi rovnovážnou konstantou a směšovacími poměry reaktantů a produktů, rovnováha v homogenních a heterogenních systémech: příklady a aplikace. |
| 4. | | Teorie elektrolytů, teorie kyselin a zásad, pH, rovnováha v kyselých a zásaditých roztocích: pH, pKa, pKb, pufry, aplikace chemické rovnováhy v průmyslu a biologii: rovnováha v biochemických reakcích |
| 5. | | Rovnovážná elektrochemie - typy elektrod, elektrodový potenciál, standardní elektrodové potenciály, redoxní systémy, elektrochemický článek, akumulátory |
| 6. | | Kvalitativní analytické metody v medicinální diagnostice (indikátory, imunochromatografické techniky, analytická elektrochemie, impedanční spektroskopie v souvislosti s biosenzory/cell indexem |
| 7. | | Kvantitativní analytické metody - spektroskopie, Lambert-Beerův zákon |
| 8. | | Instrumentální analýza - principy separace, principy detekce látek - chromatografie, elektroforéza, hmotnostní spektrometrie, nukleární magnetická rezonance, analýza a úprava vody |
| 9. | | Chemická kinetika - empirická kinetika, reakční mechanismus a z něj vyplývající rychlostní rovnice, teplotní závislost chemických dějů |
| 10. | | Transportní jevy - difuze, osmóza, biomembrány a transportní procesy na membránách, struktura a funkce biomembrán, mechanismy transportu iontů a molekul přes membrány |
| 11. | | Katalýza - obecná katalýza, enzymatická katalýza, aplikace v průmyslových procesech (např. Haberův proces) |
| 12. | | Termochemie - tepelné zabarvení chemických reakcí, Le Chatelierův princip (vliv změny koncentrace, tlaku a teploty na chemickou rovnováhu) |
| 13. | | Termodynamika - kritérium uskutečnitelnosti chemické reakce, realizace endergonických dějů, souvislost s biologií a metabolismem |
| 14. | | Nanotechnologie v chemii a bioinženýrství |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Vstupní test ze středoškolské chemie; odhad charakteru chemické vazby, výpočet hmotnostního defektu jádra a energetických změn provázejících jaderné reakce |
| 2. | | Chemické výpočty (stechiometrie, složení roztoků) |
| 3. | | Výpočty pH elektrolytů |
| 4. | | Přepočty průtoků a objemů plynů, výpočty koncentrací z Lambert-Beerova zákona |
| 5. | | Poločas rozpadu, stanovení stáří biologických vzorků, termochemické výpočty |
| 6. | | Exkurze na PřF UK - bude zařazena po dohodě mimo rozvrh |
| 7. | | Zápočet |
Literatura:
Kodíček, M.: Biochemické pojmy - výkladový slovník, verze 2.0 [online]. VŠCHT v Praze: 2007. Dostupné online (
http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-002/). ISBN 978-80-7080-669-2.
Sofková, D., a kol.: Biochemie - základní kurz. Karolinum: Praha 2005. ISBN 80-7184-936-7
Vodrážka, Z.: Biochemie. Academia, Praha 1992
Roubík, K.: Fyzikální chemie pro biomedicínské inženýrství. Skriptum ČVUT. Vydavatelství ČVUT v Praze, Praha, 2007
Lázníčková A., Kubíček V.: Základy fyzikální chemie. Karolinum, Praha, 2008
Atkins, P., Paula, J.: Atkins' Physical Chemistry. (Eighth Edition). Oxford University Press, Oxford, 2006
Kubíček, V.: Výpočty z fyzikální chemie I. Karolinum, Praha, 2004
Požadavky:
Požadavky k zápočtu:
Povinná účast na cvičeních, absence musí být řádně omluvené a nahrazené. Absolvování všech laboratorních úloh a odevzdání vypracovaných protokolů.
Úspěšné absolvování zápočtového testu.
Průběh a hodnocení zkoušky:
Zkouška je tvořena písemným testem a ústním zkoušením. Odpovědi na otázky jsou bodově ohodnoceny dle obtížnosti. Po opravě testu následuje ústní zkoušení. Celkové hodnocení zkoušky odpovídá platné klasifikační stupnici. Je-li výsledek kterékoliv části hodnocen stupněm F, je i výsledek zkoušky automaticky F.
Klíčová slova:
Složení atomu, chemické vazby, vlastnosti roztoků, teorie kyselin a zásad, elektrolýza, typy elektrod, analytické metody, termodynamické soustavy, děje vratné a nevratné, kinetika chemických reakcí.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 19.5.2025 17:52:58, semestry: Z/2024-5, Z/2026-7, L/2025-6, L/2024-5, L/2026-7, Z/2025-6, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |