F7PBBFCH - Fyzikální chemie

Předmět je zaměřen na objasnění fyzikálně-chemických principů témat týkajících se profese biomedicínského inženýra a technika v klinické praxi či při výzkumu. Cílem předmětu je podat studentům základy fyzikální chemie, které se vyskytují a aplikují při konstrukci lékařských přístrojů, při klinickém výzkumu či přímo v klinické praxi. V předmětu je ukázána přímá aplikace teoretických principů v praxi.

Požadavky k získání zápočtu:

Povinná účast na cvičeních, absence musí být řádně omluvené a nahrazené.

Úspěšné zvládnutí dvou zápočtových písemných prací (v součtu z obou minimálně 50 % bodů). Absolvování všech laboratorních úloh, napsání vstupních testů k úlohám alespoň na 60% a odevzdání vypracovaných protokolů v řádném termínu. Nahrazovat je možno jednu úlohu.

Průběh a hodnocení zkoušky:

Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část je tvořena testem, ve kterém jsou otázky, na něž budou studenti odpovídat. Test musí být napsán na minimálně 50 % bodů. Některé otázky mohou mít větší váhu při hodnocení než ostatní, a to například ty, které zahrnují početní úlohu či vyžadují komplexní přístup k řešení. Po úspěšném napsání testu následuje ústní přezkoušení. V případě, že výsledky písemné části jsou dostačující pro klasifikaci, může být od ústní části zkoušky ustoupeno. Je-li výsledek kterékoliv části hodnocen stupněm F, je i výsledek zkoušky automaticky F.

Osnova přednášek:

1. Vymezení předmětu. Základní principy fyzikální chemie. Fyzikální a chemické vlastnosti látek.

2. Podstata a chování látkových soustav - plyny. Vlastnosti a struktura, výpočty složení směsí plynů, stavová rovnice a stavové děje.

3. Podstata a chování látkových soustav - kapaliny. Roztoky. Rozpouštění, rozpustnost. Vlastnosti rozpouštědel.

4. Fázové rovnováhy, vícesložkové soustavy.

5. Chování a vlastnosti par, principy zvlhčovačů a odpařovačů anestetických látek, aplikace v BMI.

6. Teorie elektrolytické disociace. Iontová síla roztoků.

7. Kyselost a zásaditost roztoků, pH. Acidobazické rovnováhy v biologických systémech.

8. Transport náboje v roztocích elektrolytů. Vodivost roztoků a její měření.

9. Elektrochemický potenciál, elektrody prvního a druhého druhu. Elektrochemické články.

10. Redoxní potenciál, inertní elektrody. Elektrody v medicíně (EKG, EEG, EMG apod.).

11. Membrány - typy, vlastnosti a použití. Osmóza a osmotický tlak.

12. Iontově selektivní elektrody. Rovnovážná potenciometrie.

13. Nerovnovážná elektrochemie. Elektroanalytické metody.

14. Senzory plynných látek, měření pO2, pCO2. Aplikace v BMI.

Osnova cvičení:

1.Výpočty koncentrací a pH.

2.Výpočty pH.

3.Výpočty elektrodových potenciálů, napětí článků, vodivosti.

4.Výpočty elektrodových potenciálů, napětí článků, vodivosti.

5.Výpočty rozpustnosti, elektrolýzy.

6.Test I

7.Měření elektrodového potenciálu.

8.Měření redoxpotenciálu.

9.Měření pH.

10.Měření vodivosti.

11.Měření iontově selektivní elektrodou I.

12.Měření iontově selektivní elektrodou II.

13.Měření plynovou sondou.

14.Test II.

Objasnit fyzikálně chemický princip témat týkajících se profese biomedicínského inženýra a technika v klinické praxi či při výzkumu. Cílem předmětu je podat studentům základy fyzikální chemie, které se vyskytují a aplikují při konstrukci lékařských přístrojů, při klinickém výzkumu či přímo v klinické praxi. V předmětu je ukázána přímá aplikace teoretických principů v praxi.

Povinná literatura:

[1]ROUBÍK, Karel. Fyzikální chemie pro biomedicínské inženýrství. Praha: ČVUT, 2007. 145 s. ISBN 978-80-01-03788-1.

[2]LÁZNÍČKOVÁ, Alice a Vladimír KUBÍČEK. Základy fyzikální chemie: vybrané kapitoly pro posluchače Farmaceutické fakulty. 3. vydání. V Praze: Karolinum, 2014. 168 stran. Učební texty Univerzity Karlovy v Praze. ISBN 978-80-246-2791-5.

[3]KUBÍČEK, Vladimír. Výpočty z fyzikální chemie I. 2. vydání. Praha: Karolinum, 2010. 71 stran. Učební texty Univerzity Karlovy v Praze. ISBN 978-80-246-1806-7.

Doporučená literatura:

[1]PACHL, Jan a Karel ROUBÍK. Základy anesteziologie a resuscitační péče dospělých i dětí. Vyd. 1. Praha: Karolinum, 2003. 374 s. Učební texty Univerzity Karlovy v Praze. ISBN 80-246-0479-5.

[2]DRECHSLEROVÁ, Taťána, Tereza PLAČKOVÁ a Ilona BEČVÁŘOVÁ. Laboratorní technika. Plzeň: Západoceská univerzita v Plzni, 2015. ISBN 978-80-261-0533-6.

• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinný předmět)
• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinný předmět)