Chemia fizyczna Podręcznik dla studentów farmacji i analityki medycznejy

1. Komponenty termodynamiki chemicznej - Tadeusz W. Hermann
1.1. Zakres i podstawowe pojęcia
1.2. Pierwsza zasada termodynamiki
1.2.1. Pojęcie energii wewnętrznej
1.2.2. Praca objętościowa
1.2.3. Objętość grzewcza układu w stałej objętości
1.2.4. Pojęcie entalpii
1.2.5. Pojemność grzejna układu pod stałym ciśnieniem
1.3. Komponenty termochemii
1.3.1. Liczba postępu reakcji
1.3.2. Ciepło reakcji w stałej pojemności i pod stałym ciśnieniem
1.3.3. Wpływ temperatury na ciepło reakcji. Prawa Kirchhoffa
1.3.4. Ciepło tworzenia
1.3.5. Ciepło spalania
1.3.6. Prawo Hessa
1.4. Druga zasada termodynamiki
1.4.1. Procesy odwracalne i nieodwracalne
1.4.2. Pojęcie entropii
1.4.3. Pojęcie energii luźnej i entalpii swobodnej
1.4.4. Produkcja entropii w reakcji chemicznej. Powinowactwo chemiczne
1.5. Komponenty statyki chemicznej
1.5.1. Pojęcie potencjału chemicznego
Potencjał chemiczny składnika roztworu znakomitego
1.5.2. Prawo działania mas
1.5.3. Zależność stałych równowagi od temperatury
1.5.4. Związek entalpii luźnej i stałej równowagi. Izoterma van't Hoffa
1.5.5. Cechy stałej równowagi reakcji
1.5.6. Potencjał chemiczny składnika roztworu rzeczywistego
1.5.7. Trzecia zasada termodynamiki
Piśmiennictwo

2. Układy jednofazowe jednoskładnikowe - Jerzy Wojciech Łukasiak, Roman Kaliszan
2.1. Rozkład Boltzmanna i energia cząsteczek
2.2. Przemiany fizyczne układów jednoskładnikowych
2.2.1. Podstawowe pojęcia
2.2.2. Temperatura krytyczna
2.2.3. Temperatura topnienia, punkt krytyczny i punkt potrójny
2.3. Gazy
2.3.1. Gaz nieprzeciętny. Równanie stanu gazu nieprzeciętnego
2.3.2. Ciśnienie cząstkowe
2.3.3. Cechy fizykochemiczne cząsteczek gazu wyśmienitego
2.3.4. Szybkość cząsteczek gazu
2.3.5. Gazy rzeczywiste
2.4. Ciecze i ich parametry
2.4.1. Napięcie powierzchniowe
2.4.2. Metody wyznaczania napięcia powierzchniowego
Metoda kapilarna
Metoda stalagmometryczna
Metoda pęcherzykowa
2.4.3. Lepkość cieczy
Ciecze niutonowskie i nieniutonowskie
2.4.4. Płyn w stanie nadkrytycznym
2.5. Ciała stałe
2.5.1. Właściwości ciała stałego
2.5.2. Kryształy
Izomorfizm i polimorfizm
Ciekłe kryształy
2.5.3. Substancje bezpostaciowe
2.5.4. Atrybuty ciał stałych
Przewodnictwo grzewcze
Przewodnictwo elektryczne ciał stałych
Nadprzewodnictwo
2.6. Fizyczne metody badania przemian fazowych. Analiza termiczna
Termograwimetria
Różnicowa kalorymetria skaningowa (differential scanning calorimetry,
DSC)
użycie DSC
Piśmiennictwo

3. Równowagi fazowe - Łucja Skibińska
3.1. Wprowadzenie
3.2. Reguła faz Gibbsa
3.3. Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych
3.3.1. Ciepło przemiany fazowej. Równanie Clausiusa-Clapeyrona
3.3.2. Diagramy fazowe w układach jednoskładnikowych
3.4. Roztwory nieelektrolitów
3.4.1. Klasyfikacja roztworów i ich cechy
3.4.2. Roztwory świetne
Mieszaniny gazów. Prawo Daltona
miksowanie gazów jako cykl nieodwracalny
Prężność pary nad roztworem rewelacyjnym i rzeczywistym. Prawo Raoulta
i prawo Henry'ego
3.4.3. Właściwości koligatywne roztworów
Obniżenie prężności pary
Podwyższenie temperatury wrzenia
Obniżenie temperatury krzepnięcia
Ciśnienie osmotyczne
Wpływ temperatury na rozpuszczalność ciała stałego w cieczy
3.4.4. Roztwory gazów w cieczach
3.4.5. Mieszaniny lotnych cieczy. Układy dwuskładnikowe
Ciecze mieszające się nieograniczenie
Ciecze mieszające się ograniczenie
Ciecze niemieszające się
Diagramy fazowe układu ciecz-ciało stałe. Mieszaniny eutektyczne
3.5. Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych
3.5.1. Trójkąt stężeń Gibbsa
3.5.2. Prawo podziału Nernsta
Piśmiennictwo

4. Równowagi w roztworach elektrolitów - Joanna Szymura-Oleksiak
4.1. Wprowadzenie
4.2. Dysocjacja elektrolityczna'
4.2.1. Wprowadzenie
4.2.2. Stopień dysocjacji
4.3. Kwasy i zasady
4.3.1. Teoria Arrheniusa
4.3.2. Teoria Brönsteda i Lowry'ego
4.3.3. Teoria rozpuszczalnikowa
4.3.4. Teoria Lewisa
4.4. Teoria konkretnych elektrolitów. Intensywność, współczynnik dynamiczności
4.5. Dysocjacja słabych kwasów i zasad
4.5.1. Stała dysocjacji i wykładnik stałej dysocjacji. Prawo rozcieńczeń Ostwalda
4.5.2. Stałe dysocjacji sprzężonej pary kwas-zasada
4.6. Dysocjacja wody
4.6.1. Iloczyn jonowy wody. Wykładnik jonów wodorowych
4.6.2. Wskaźniki pH
4.6.3. Wpływ pH na stopień dysocjacji słabych kwasów i słabych zasad
4.7. Stężenie jonów wodorowych i pH roztworów w stanie równowagi kwasowo-zasadowej
4.7.1. Stężenie jonów wodorowych i pH roztworów mocnych kwasów i roztworów potężnych zasad
4.7.2. Stężenie jonów wodorowych, a także pH roztworów słabych kwasów i roztworów słabych zasad
4.7.3. Elektrolity amfoteryczne (amfolity)
4.7.4. Hydroliza soli, stopień i stała hydrolizy, pH roztworów soli
Roztwór soli słabego kwasu i mocnej zasady
pH roztworu soli słabego kwasu i mocnej zasady
Roztwór soli słabej zasady i solidnego kwasu
pH roztworu soli słabej zasady i mocnego kwasu
Roztwór soli słabego kwasu i słabej zasady
pH roztworu soli słabego kwasu i słabej zasady
pH roztworów soli kwasów wieloprotonowych
Roztwór soli konkretnego kwasu i solidnej zasady
4.7.5. Roztwory buforowe
objętość buforowa
4.8. Iloczyn rozpuszczalności
4.9.Wpływ pH na rozpuszczalność leków o charakterze słabych kwasów albo słabych zasad
4.10. Wpływ pH na transport leków poprzez błony biologiczne
4.11. Kinetyka cyklu rozpuszczania ciał stałych w cieczach -Adam Buciński, Roman Kaliszan
4.11.1. Wstęp
4.11.2. Ciała stałe
4.11.3. Rozpuszczalniki
4.11.4. Rozpuszczanie ciał stałych w cieczach
Modele rozpuszczania
Równanie Boguskiego
4.11.5. Badanie prędkości rozpuszczania substancji leczniczych zawartych w preparatach farmaceutycznych
Piśmiennictwo

5. Elektrochemia - Wiesław Gaweł
5.1. Wstęp
5.2. Potencjometria
5.2.1. Wprowadzenie
5.2.2. Pojęcia potencjału, elektrody i półogniwa
5.2.3. Powstawanie potencjału elektrody
5.2.4. Bezwzględny potencjał elektrody (półogniwa)
5.2.5. Elektrody (półogniwa) I typu
5.2.6. Elektrody (półogniwa) II rodzaju
5.2.7. Elektrody (półogniwa) III rodzaju
5.2.8. Elektrody (półogniwa) oksydacyjno-redukcyjne
5.2.9. Elektrody (półogniwa) membranowe (jonoselektywne, ISE)
5.2.10. Ogniwa galwaniczne
5.2.11. Siła elektromotoryczna ogniwa galwanicznego
5.2.12. Pomiar potencjałów elektrod
5.2.13. Wykorzystania potencjometrii
Pomiary pH (pehametria)
Wyznaczanie stałej dysocjacji
Wyznaczanie iloczynu rozpuszczalności
Miareczkowanie potencjometryczne
5.3. Korozja elektrochemiczna
5.3.1. Definicja korozji elektrochemicznej
5.3.2. Ogniwo nieodwracalne
5.3.3. Korozja konstrukcji metalowych
5.3.4. Ochrona przed korozją
5.4. Elektroliza
5.4.1. Ogólna charakterystyka cyklu
5.4.2. Przykłady elektrolizy
5.4.3. Prawa rządzące elektrolizą
5.4.4. Zastosowania elektrolizy
5.5. Konduktometria
5.5.1. Istota konduktometrii
5.5.2. Konduktancja i konduktywność
5.5.3. Ruchliwość i liczby przenoszenia jonów
5.5.4. Zasada pomiaru konduktancji
5.5.5. Użycia konduktometrii
Piśmiennictwo

6. Zjawiska powierzchniowe i układy dyspersyjne - Tadeusz H. Dzido, Władysław Gołkiewicz
6.1. Oddziaływania międzycząsteczkowe
6.1.1. Oddziaływania międzycząsteczkowe van der Waalsa
Oddziaływania dipol-dipol
Oddziaływania dipol-dipol indukowany
Oddziaływania dyspersyjne
6.1.2. Wiązanie wodorowe
6.1.3. Efekt hydrofobowy
6.2. Zjawiska międzyfazowe
6.2.1. Adhezja i kohezja
6.2.2. Napięcie międzyfazowe a napięcie powierzchniowe. Kąt zwilżania
6.2.3. Adsorpcja
Adsorpcja na granicy faz ciecz-gaz
Adsorpcja na granicy faz ciecz-ciecz
Adsorpcja na powierzchni ciała stałego
6.2.4. Chromatografia
Chromatografia cienkowarstwowa, TLC
Wysokosprawna chromatografia cieczowa, HPLC
Chromatografia gazowa, GC
6.3. Układy dyspersyjne
6.3.1. Warianty układów dyspersyjnych
6.3.2. Układ koloidalny
6.3.3. Podział układów koloidalnych
6.3.4. Metody otrzymywania układów koloidalnych
Metody kondensacyjne
Metody dyspersyjne
Metody oczyszczania roztworów koloidalnych
6.3.5. Budowa układów koloidalnych
Koloidy fazowe
Koloidy cząsteczkowe
Koloidy asocjacyjne
6.3.6. Atrybuty układów koloidalnych
cechy optyczne koloidów
cechy kinetyczne koloidów
cechy elektryczne koloidów
6.3.7. Trwałość roztworów koloidalnych
6.3.8. Solubilizacja
6.4. Układy dyspersyjne wykorzystywane w farmacji
6.4.1. Wprowadzenie
6.4.2. Emulsje
Mikroemulsje
6.4.3. Zawiesiny
6.4.4. Żele
6.4.5. Mikrocząstki
6.4.6. Liposomy
Piśmiennictwo

7. Metody fizyczne w chemii strukturalnej - Iwona Wawer, Piotr Cysewski
7.1. Zasady spektroskopii molekularnej - Iwona Wawer
7.1.1. Podstawowe pojęcia
7.1.2. Energia molekuł
7.1.3. Absorpcja światła
7.1.4. Moment dipolowy, polaryzowalność i refrakcja
7.1.5. Dyspersja skręcalności optycznej, dwójłomność i dichroizm kołowy
7.2. Widma podczerwieni, IR - Iwona Wawer
7.3. Widma Ramana - Iwona Wawer
7.4. Widma elektronowe - Iwona Wawer
7.4.1. Widma absorpcyjne w ultrafiolecie i świetle widzialnym (UV-VIS)
7.4.2. Widma emisyjne, fluorescencja i fosforescencja
7.4.3. Atomowe widma emisyjne
7.4.4. Lasery i ich zastosowania
7.5. Magnetyczny rezonans jądrowy, NMR - Iwona Wawer
7.5.1. Widma NMR w fazie ciekłej
7.5.2. Widma NMR ciała stałego
7.5.3. Tomografia i mikrotomografia
7.6. Elektronowy rezonans paramagnetyczny, EPR - Iwona Wawer
7.7. Inne metody - Iwona Wawer
7.7.1. Dyfrakcja promieni rentgenowskich, XRD
7.7.2. Spektrometria mas, MS
7.8. Wprowadzenie do zastosowań chemii obliczeniowej w projektowaniu leków - Piotr Cysewski
7.8.1. Wstęp
7.8.2. Najważniejsze metody modelowania molekularnego
Metody ab initio
Metody first principle
Metody półempiryczne
Metody empiryczne - pola siłowe
7.8.3. Co to jest lek?
7.8.4. Struktura leku a jego intensywność
parametry strukturalne a intensywność biologiczna
parametry protolityczne a dynamiczność biologiczna
cechy solwatacyjne a energiczność biologiczna
Rozpuszczalność a dynamiczność biologiczna
7.8.5. Przykłady zastosowań modelowania molekularnego w projektowaniu leków
Budowa farmakofora
Metoda QSAR
Piśmiennictwo

8. Kinetyka chemiczna i farmakokinetyka - Tadeusz W. Hermann, Przemysław Łoś, Emil Ratajczak, Joanna Szymura-Oleksiak
8.1. Elementy kinetyki chemicznej - Tadeusz W. Hermann
8.1.1. Rola kinetyki chemicznej w farmakologii
8.1.2. Pojęcie szybkości reakcji chemicznej w układzie homogenicznym
8.1.3. Rzędowość i cząsteczkowość reakcji chemicznej
8.1.4. Reakcje zerowego rzędu
8.1.5. Reakcje pierwszego rzędu
8.1.6. Reakcje drugiego rzędu
8.1.7. Metody wyznaczania rzędu reakcji
8.1.8. Autokatalityczna reakcja drugiego rzędu
8.1.9. Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznej. Równanie Arrheniusa
8.1.10. Kinetyka reakcji enzymatycznych
Równania Michaelisa-Menten i Lineweavera-Burka
8.2. Mechanizmy reakcji chemicznych - Przemysław Łoś, Emil Ratajczak
8.2.1. Pojęcia ogólne
8.2.2. Wolne rodniki
Metody otrzymywania
Typy reakcji wolnych rodników
Wolne rodniki w chemii atmosfery
8.3. Części farmakokinetyki - Joanna Szymura-Oleksiak
8.3.1. Definicja farmakokinetyki
8.3.2. Właściwości farmakokinetyczne
przystępność biologiczna
objętość dystrybucji
Klirens
Biologiczny okres półtrwania
8.3.3. Modele kompartmentowe
Opis kinetyki zmian stężenia leku we krwi po jego podaniu dożylnym w jednorazowej dawce
Opis kinetyki zmian stężenia leku we krwi po jednorazowym podaniu pozanaczyniowym. Otwarty model jednokompartmentowy
8.3.4. Fizjologiczne modele przepływowe
Wiązanie się leku z białkami
8.3.5. Farmakokinetyka niezależna od modelu
8.3.6. Farmakokinetyka liniowa i nieliniowa
8.3.7. Stan stacjonarny
Wlew dożylny leku
Opis kinetyki zmian stężenia leku we krwi po wielokrotnym podaniu pozanaczyniowym
Piśmiennictwo

9. Elementy radiofarmacji, fotochemii i chemii radiacyjnej - Aleksander Kufelnicki, Marian J. Surma
9.1. Radiofarmacja - Aleksander Kufelnicki, Marian J. Surma
9.1.1. Pojęcia podstawowe
9.1.2. Jądro atomowe
9.1.3. Promieniotwórczość naturalna i nienaturalna
9.1.4. Prawo rozpadu promieniotwórczego
9.1.5. Energiczność nuklidu promieniotwórczego
9.1.6. Rozpady promieniotwórcze
Rozpad a
Rozpad ß
Promieniowanie ^(, konwersja wewnętrzna, izomeria jądrowa
9.1.7. Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią
Oddziaływanie promieniowania a
Oddziaływanie promieniowania ß
Oddziaływanie fotonów
9.1.8. Wykorzystania terapeutyczne i diagnostyczne radiofarmaceutyków
9.1.9. Przygotowanie radiofarmaceutyków
9.1.10. Wybrane detektory promieniowania jonizującego
Emulsja fotograficzna
Licznik Geigera-Müllera
Licznik scyntylacyjny
9.2. Komponenty fotochemii - Aleksander Kufelnicki
9.2.1. Energia promieniowania
9.2.2. Reakcje fotochemiczne
9.2.3. Podstawowe prawa fotochemiczne
9.2.4. Skuteczność kwantowa reakcji fotochemicznych
9.2.5. Ochrona preparatów farmaceutycznych
9.2.6. Proces widzenia a fotochemia
9.3. Elementy chemii radiacyjnej - Aleksander Kufelnicki, Marian J. Surma
9.3.1. Charakterystyka cyklów radiacyjnych
9.3.2. Biologiczne skutki promieniowania jonizującego
9.3.3. Dozymetria
9.3.4. Wykorzystanie chemii radiacyjnej w farmacji

Piśmiennictwo
Skorowidz