Předmět Vybrané kapitoly z kinetiky (VKK)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu VKK - Vybrané kapitoly z kinetiky, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

- používat kinetické rovnice pro chemické reakce 1., 2. a reakce vyšších řádů,- popsat a analyzovat reakční mechanismus na základě kinetických dat,- popsat a kvalifikovaně odhadnout kinetické parametry chemických reakcí,- aplikovat získané teoretické poznatky na výpočetních a laboratorních cvičeních a na různé procesy chemické praxe.

Osnova

1. Terminologie chemické kinetiky – reakční rychlost, rychlostní rovnice, reakční řád, rychlostní konstanta, molekularita reakce, mechanismus reakce, klasifikace chemických reakcí – reakce jednoduché a simultánní, homogenní a heterogenní. 2. Homogenní reakce - integrované kinetické rovnice – reakce prvního, druhého, třetího a vyšších řádů, poločas reakce. 3. Kinetika simultánních reakcí (zvratné, bočné, následné) – kinetický popis, limitující článek. 4. Metody určování řádu chemické reakce. Závislost reakční rychlosti na teplotě - Arrheniova rovnice, aktivační energie, frekvenční faktor. Závislost reakční rychlosti na tlaku. 5. Teorie chemické kinetiky – srážková teorie a teorie absolutních reakčních rychlostí. 6. Kinetika heterogenních procesů, základní články – difúze, adsorpce, vlastní chemická reakce. Mechanismy a matematický popis difúze - molekulární, konvektivní a turbulentní difúze. Fickovy zákony, difúzní tok. Základní zákonitosti reakcí v oblasti silného působení vnější a vnitřní difúze. 7. Proces s následnými a souběžnými články, difúzní a chemický odpor. Vliv různých činitelů na kinetiku difúze. Příklady heterogenních dějů řízených difúzí. 8. Povrchové jevy a kinetika reakcí. Fyzikální adsorpce a chemisorpce. Povrchové vlastnosti tuhých látek, podstata adsorpčních procesů. Vliv elektronové struktury kovů na jejich adsorpční vlastnosti, adsorpce na polovodičích a izolátorech. Adsorpce z plynné fáze a z roztoku na tuhém fázovém rozhraní. Empirické a teoretické adsorpční izotermy – izoterma Freundlichova, Langmuirova, BET. Vliv teploty a tlaku na adsorpčně- desorpční děje. Příklady aplikace povrchových dějů. 9. Kinetika topochemických reakcí, popis a analýza jednotlivých period. Kinetické křivky. Nukleace nových fází. Vliv fázového rozhraní na kinetiku. 10. Experimentální metody chemické kinetiky.11. Principy katalýzy, katalýza homogenní a heterogenní. Mezistupně a kinetika homogenních katalytických reakcí. Acidobazická katalýza. 12. Kinetika a základní představy o mechanismech heterogenních katalytických reakcí. Katalýza na kovech a nekovech. Kinetika a mechanismus reakcí plynných složek katalyzovaných tuhým katalyzátorem. Katalyzátor – výběr, aktivní centra, selektivita, promotory, otrava, stárnutí. Teorie výběru katalyzátoru. Průmyslové aplikace heterogenní katalýzy. 13. Enzymově katalyzované reakce, Michaelisova konstanta, enzymatická inhibice. 14. Reakce v roztocích (rozpouštědlo jako katalyzátor). Základy fotochemie.Teoretické cvičení:- Úvod – seznámení s časovým harmonogramem cvičení, podmínkami pro získání zápočtu a doporučenou literaturou. Kinetikajednoduchých reakcí. Integrace kinetických rovnic pro reakce 1., 2. a vyšších řádů. - Určení aktivační energie. Sledování časového průběhu reakce měřením aditivní vlastnosti. - Simultánní reakce. Paralelní, následné a protisměrné reakce. - Ideální izotermní reaktory. Látkové bilance pro vsádkový a průtočný ideálně míchaný reaktor a reaktor s pístovýmtokem. - Test teoretických znalostí. - Homogenní katalýza. Acidobazická katalýza. - Výpočtový testLaboratorní cvičení:- Stanovení aktivační energie jodace acetonu - Polarimetrické stanovení inverze sacharózy - Stanovení rychlostní konstanty zásadité hydrolýzy octanu etylnatého- Studium kinetiky oxidace kovů - Studium rychlosti termického rozkladu uhličitanu- Stanovení reakčního řádu složitější reakce- Rozklad peroxidu vodíku katalyzovanými jodidovými ionty

Literatura

[1] Treindl, L., Chemická kinetika, SPN, Bratislava 1978, 304 s.[2] Bartovská, L., Chuchvalec, P., Kinetika a katalýza, příklady a úlohy, skriptum VŠCHT, Praha 1991. [3] Kopečný, M., Dorušková, M., Návody do cvičení z fyzikální chemie, skriptum VŠB-TU, Ostrava 1991. [4] Vohlídal, J., Chemická kinetika, Karolinum, Praha 2001.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.