C4660 Fyzikální chemie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2002
Rozsah
2/0/0. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Marie Studničková, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Marie Studničková, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Je vhodné mít zkoušku z obecné a anorganické chemie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 21 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Fyzikální chemie pro studenty biologie zahrnuje témata z rovnovážné termodynamiky a elektrochemie, úvod do nerovnovážné termodynamiky, a dále témata z chemické kinetiky a ze spektrálních metod.
Osnova
  • 1. Thermodynamika. Makroskopické soustavy a okolí. Stavové funkce. První věta- práce a teplo, vnitřní energie. Stavová rovnice - objem , tlak, teplota. Intenzivní a extenzivní veličiny. parciální molární veličiny směsi. Stav rovnováhy. Energie, enthalpie a tepelná kapacita. 2. První zákon thermodynamiky a chemické reakce. Reakční teplo (enthalpie). Standardní stavy. Slučovací (tvorná) tepla a spalná tepla. Entropie, Gibbsova energie a chemické reakce. Chemická rovnováha. Le Chatelierův a Braunův princip. Druhý zákon thermodynamiky. Třetí zákon. Chladicí zařízení. Tepelná pumpa. 3. Aktivita složky. Rovnovážná konstanta. Chemická rovnováha ideálních a neideálních soustav. Standardní stavy a aktivity čistých složek ve směsi. 4. Fázové rovnováhy. Tání, vypařování a sublimace. Výparné teplo. Troutonovo pravidlo. Gibbsovo fázové pravidlo.Fázová rovnováha jednosložkové soustavy a Clapeyronova rovnice. Kapalné krystaly. 5. Ideální roztoky a Raoultův zákon. Změna teploty tání, teploty varu a tenze par (koligativní vlastnosti). Osmotický tlak. Vant Hoffova rovnice. 6. Reálné roztoky a thermodynamika mísení. Dodatkové funkce. Roztoky polymerů. Dělení složek směsi. Limitní zákony zředěných roztoků: Nernstův rozdělovací, Henryho zákon. 7. Ionika - rovnováhy v roztocích elektrolytů. Slabé kyseliny, pufry, Hendersonova a Haselbalchova rovnice. Rovnováhy rozpustnosti. Silné elektrolyty. Iontové aktivity. Iontová síla. Debyeův a Huckelův limitní zákon pro aktivitní koeficient. 8. Elektrodika. Galvanický článek. Nernstova rovnice. Typy elektrod. Iontové elektrody 1. a 2. druhu. Iontově selektivní elektrody. Redoxní elektrody. Vodíková elektroda. Solný můstek. Suchý článek. Vratné články - olověné akumulátory. Převodová čísla a elektroforéza. 9. Základy nerovnovážné thermodynamiky. Lokální rovnováha. Produkce entropie difuzí, tepelnou vodivostí, viskositou a chemickými reakcemi. Lineární závislost toků na silách. Princip symetrie Curie a Prigogina. Onsagerův vztah vzájemnosti. Minimum produkce entropie ve stacionárních stavech (Prigogine). Aktivní transport přes membrány. Disipativní struktury. 10. Kinetika chemických reakcí. Řád reakce, molekularita, mechanismus. Vliv teploty na rychlostní konstantu. Arrheniova rovnice. Srážková theorie a theorie aktivovaného komplexu. 11. Disperzní soustavy, jejich druhy podle fázových směsí. Charakteristiky disperzí oproti roztokům. Rozptyl světla na částicích. Emulze o/v a V/o. Stabilita disperzních soustav. 12. Interakce světla s látkou. Elektromagnetické záření podle energie fotonů, lom, absorpce a rozptyl světla. Barevnost látek. Fotochemické reakce. Fotosyntzéza, fotografický proces. Spektrální metody. Absorpční a emisní spektra.
Literatura
  • FISCHER, Oldřich. Fyzikální chemie : (termodynamika, elektrochemie, kinetika, koloidní soustavy). 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984, 333 s. info
  • VODRÁŽKA, Zdeněk. Fyzikální chemie pro biologické vědy. Vyd. 1. Praha: Academia, 1982, 565 s. URL info
  • MOORE, Walter J. Fyzikální chemie. 2. vyd. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1981, 974 s. info
Záložky
https://is.muni.cz/ln/tag/PříF:C4660!
Metody hodnocení
Dvouhodinová jednosemestrální přednáška je doplněna dvouhodinovým laboratorním cvičením. Zápočet ze cvičení by měl předcházet zkoušku. Zkouška má písemnou a ústní část. K písemné zkoušce je možno si vypočítat příklady, které jsou opatřeny výsledky pro kontrolu.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, podzim 2005, jaro 2006, podzim 2006, jaro 2007, podzim 2007, jaro 2008, podzim 2008, jaro 2009, podzim 2009, jaro 2010, podzim 2010, jaro 2011, jaro 2012, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.