Předmět Fyzikální chemie I (FCHI)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FCHI - Fyzikální chemie I, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Fyzikální chemie zaujímá centrální postavení mezi ostatními chemickými obory, protože se zabývá studiem zákonitostí,které zasahují prakticky do všech chemických disciplín a ovlivňují jejich rozvoj. Učivo navazuje na znalosti zpředmětu chemie, fyzika, a matematika. Cílem přednášek je seznámit posluchače s obecnými základy teoretických postupůrůzných vědních disciplin v ucelené formě, vycházející ze základních fyzikálních principů a prohloubit jejich znalostivýznamných závěrů a aplikací, včetně současných aplikací ve vědě a technice. Dalším cílem předmětu je rovněž získatvědomostí o principech a zákonitostech fyzikálně chemických dějů. Po úspěšném ukončení předmětu se předpokládá,že posluchač se bude orientovat v problematice základních pojmů fyzikální chemie, jejich principech, vztazích azákonitostech z oblasti složení a struktury látek, termodynamiky, reakční kinetiky, elektrochemie a koloidní chemie,jejich praktickém významu a bude také schopen používat nabyté vědomosti obecného charakteru jak v dalších chemickýchpředmětech, tak i v řešení aplikačních problémů.

Osnova

Přednáška- Úvod: Fyzikální chemie z hlediska aplikací významných pro analytickou chemii a technologie používané v environmentálníminženýrství. Základní pojmy, termodynamický systém, termodynamický děj, stavové veličiny. Látky a jejich soustavy.Chemické a fyzikální děje. Vyjadřování stavu a složení soustavy.- Skupenské stavy látek: Skupenství plynné - stavová rovnice ideálního plynu, směsi ideálních plynů, reálné plynya jejich stavové chování, kritický stav a zkapalňování plynů. Skupenství tuhé - krystalová struktura, rentgenostrukturníanalýza, poruchy krystalové mřížky, pásový model tuhých látek. Skupenství kapalné - stavové chování kapalin, tlakpáry nad kapalinou, povrchové napětí, viskozita.- Rovnovážná termodynamika: Vybrané termodynamické pojmy, tepelné kapacity, I.věta termodynamiky. Vnitřní energie.Objemová práce. Vratný a nevratný děj. Adiabatický děj. Tepelné kapacity. Enthalpie. Termochemie. Kalorimetrie.Aplikace 1. věty termodynamické na ideální plyn, práce ideálního plynu. II.věta termodynamiky. Tepelné stroje.Entropie a její závislost na tlaku a teplotě. Helmholtzova a Gibbsova energie. Závislost Gibbsovy energie na tlakua teplotě. Termodynamická rovnováha. Helmholtzova a Gibbsova energie, vztahy mezi termodynamickými veličinami, kriteria termodynamické rovnováhy, parciální molární veličiny, chemický potenciál, aktivita.- Chemické rovnováhy: homogenní a heterogenní soustava. Podmínky chemické rovnováhy. Reakční izoterma. Rovnovážnákonstanta, možnosti jejího vyjádření a její závislost na p, T. Princip pohyblivé rovnováhy. Le Chatelierův princip.Možnosti ovlivnění výtěžku chemické reakce. Chemická rovnováha v neideálních soustavách. -Fázové rovnováhy: Podmínky fázové rovnováhy. Chemický potenciál. Gibbsův fázový zákon. Fázové diagramy jednosložkovýchsoustav. Fázové přeměny. Clapeyronova a Clausius-Clapeyronova rovnice. - Roztoky a vícesložkové soustavy: klasifikace roztoků, roztoky ideálné a reálné, termodynamické funkce roztoků.Raoultův zákon a jeho důsledky. Osmotický tlak. Rozpustnost tuhých látek. Henryho zákon. Fázové diagramy dvousložkovýchsoustav: tuhá látka – kapalina, kapalina – kapalina (neomezeně resp. omezeně mísitelné, nemísitelné), tuhá látka– tuhá látka (mísitelné či nemísitelné v tuhé fázi, tvorba sloučeniny v tuhé fázi). Destilace, rektifikace, destilaces vodní parou, přerušovaná krystalizace. Koligativní vlastnosti – roztoky netěkavých látek. Binární kapalné směsineomezeně mísitelných, omezeně mísitelných a nemísitelných složek. Rozdělovací rovnováhy, Nernstův rozdělovacízákon, extrakce, jednodušší a složitější rozdělovací rovnováhy.CvičeníIdeální a reálné plyny. Tepelná kapacita látek (pravá, střední, specifická, molární), ohřev a ochlazování látekbez fázové přeměny a s fázovou přeměnou. Standardní reakční entalpie, slučovací entalpie, spalná entalpie, závislost reakční entalpie na teplotě pro reakcibez fázové přeměny látek a s fázovou přeměnou látek. Změna entropie při chemické reakci, změna entropie při ohřevua ochlazování látek. Standardní reakční Gibbsova energie a její závislost na teplotě. Rovnovážná konstanta a různé formy jejího vyjádření, stupeň konverze, reakční izoterma a izobara.Fázové rovnováhy, Clapeyronova a Clausius-Clapeyronova rovnice.

Literatura

1. PERTILE, E.: Základy fyzikální chemie pro kombinované studium, multimediální učební text, CD, VŠB TUO, 2001.2. NOVÁK J. a kol.: Fyzikální chemie I - bakalářský kurz, VŠCHT Praha 2005. Dostupný na http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/skripta-bakal.pdf

Požadavky

Žádné

Garant

doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.

Vyučující

doc. Mgr. Eva Pertile, Ph.D.