PřF:C4660 Fyzikální chemie I - Informace o předmětu
C4660 Fyzikální chemie I
Přírodovědecká fakultajaro 2021
- Rozsah
- 2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
- Vyučující
- doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (přednášející)
Mgr. Hugo Semrád, Ph.D. (cvičící)
doc. Mgr. Dominik Heger, Ph.D. (přednášející) - Garance
- doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Po 1. 3. až Pá 14. 5. Út 14:00–15:50 B11/206
- Předpoklady
- Kurz matematiky v rozsahu prvního semestru bakalářských studijních oborů chemických, biochemických, nebo biofyzikálních.
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- předmět má 42 mateřských oborů, zobrazit
- Cíle předmětu
- A. Porozumění základním konceptům chemické termodynamiky a kinetiky s ohledem na dříve, souběžně a později probíhající kurzy. B. Postupné budování abstrakce.
- Výstupy z učení
- Po absolvování tohoto kurzu budou studenti rozumět fundamentálním konceptům chemické termodynamiky a kinetiky. Dále budou schopni řešit výpočetní úlohy z oblasti termodynamiky a chemické kinetiky a budou umět provést jednoduchá odvození základních termodynamických vztahů.
- Osnova
- 1. Ideální plyn a první věta termodynamiky Tlak (p), teplota (T), nultá věta termodynamiky. Boylův zákon, Charlesův zákon a Avogadrův princip. Stavová rovnice ideálního plynu. Teplo (q), vnitřní energie (U), výpočet pro jednoatomový plyn. 2. Stavové a nestavové veličiny. První věta termodynamiky. Expanzní práce, pojem přírůstku (diferenciálu) dráhy, objemu (V) a práce (W), geometrický význam určitého integrálu. Vratná změna. 3. Termochemie, enthalpie a entropie. Předávání tepla: kalorimetrie, tepelná kapacita a molární tepelná kapacita. Enthalpie (H) a její změna, vztah ke změně U. Změna H s T. 4. Standardní změny enthalpie, Hessův zákon. Standardní tvorné enthalpie, Born-Haberův cyklus. Pojem disperze energie, entropie (S) jako reverzibilní změna tepla při dané teplotě. 5. Druhá a třetí věta termodynamiky, zaměření na systém. Výpočet změny entropie pro izotermální expanzi ideálního plynu, druhá věta termodynamiky. Boltzmannův vztah pro entropii, Clausiova nerovnost. 6. Třetí věta termodynamiky. Výhodné termodynamické funkce: Helmholtzova (A) a Gibbsova (G) energie. Přírůstky G, A pro konstatní T. Kritéria spontánní změny pro konstantní T,V a konstantní T,p. Maximální dostupná práce a maximální neexpanzní práce. 7. Reakční Gibbsova energie. Výpočet změny G doprovázející reakci (G). Definice a výpočet standardní reakční Gibbsovy energie (G0) a standardní Gibbsovy energie tvorby sloučeniny. Minimum G, rozsah reakce ξ. Posouzení průběhu funkce jedné proměnné pomocí směrnice. 8. Spontaneita chemických reakcí. Reakční Gibbsova energie delta_rG, reakce exergonické a endergonické. Popis rovnováhy pro přeměnu ideálního plynu a obecnou reakci. 9. Fázové přechody čistých látek. Jednoduché směsi I. Pojem fáze, fázový diagram čisté látky (H2O), Gibbsovo fázové pravidlo. Popis složení směsi v TD: Parciální molární objemy složek ve směsi. Chemické potenciály kapalin. Ideální roztok na příkladu směsi benzen-toluen, Raoultův zákon. 10. Chemická rovnováha Reakční kvocient (Q). Závislost reakční Gibbsovy energie na reakčním kvocientu, termodynamická rovnovážná konstanta (K). Zápis a výpočet K. Ovlivnění rovnováhy změnou tlaku a Le Chatelierův princip. Ovlivnění exotermních a endotermních reakcí teplotou. Van’t Hoffova rovnice a měření reakční enthalpie. Hodnota K při různých teplotách. 11. Rychlosti chemických reakcí I. Empirická chemická kinetika. Monitorování změny tlaku pro rozklad N2O5. Definice reakční rychlosti jako směrnice tečny ke křivce závislosti koncentrace na čase. Rychlosti spotřeby reaktantů a tvorby produktů. Rychlostní zákon a konstanta, reakční řád. Určení rychlostního zákona metodou počátečních rychlostí. Teplotní závislost reakční rychlosti: Arrheniova rovnice. 12. Rychlosti chemických reakcí II. Jednotlivé typy reakcí. Reakce prvního řádu. Poločas a střední doba života. Přibližování koncentrací jejich rovnovážným hodnotám. Rychlostní zákon reakce druhého řádu. Následné reakce. změna koncentrace s časem, aproximace stacionárního stavu, rychlost určující krok, kineticky a termodynamicky řízené reakce. Řetězová reakce. Kinetika fluorescence.
- Literatura
- doporučená literatura
- ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Fyzikální chemie. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2013, xxvi, 915. ISBN 9788070808306. info
- ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 8th ed. Oxford: Oxford University Press, 2006, xxx, 1064. ISBN 0198700725. info
- neurčeno
- ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 7th ed. Oxford: Oxford University Press, 2002, xxi, 1150. ISBN 0198792859. info
- ATKINS, P. W. Physical chemistry. 6th ed. Oxford: Oxford University Press, 1998, 1014 s. ISBN 0198501013. info
- ATKINS, P. W. Fyzikálna chémia. 6. vyd. Bratislava: Slovenská technická univerzita v Bratislave, 1999, 308 s. ISBN 80-227-1238-8. info
- KUBÁČEK, Pavel a Zdena MICHALIČKOVÁ. Základy fyzikální chemie. Elportál. Brno: Masarykova univerzita, 2011. ISSN 1802-128X. URL info
- Kubáček, Pavel. Základy fyzikální chemie. Hypertext, MU 2004; http://cheminfo.chemi.muni.cz/ianua/ZFCh
- MOORE, Walter J. Fyzikální chemie. 2. vyd. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1981, 974 s. info
- Comprehensive dictionary of physical chemistry. Edited by Ladislav Ulický - Terence James Kemp. 1st pub. New York: Ellis Horwood, 1992, 472 s. ISBN 0-13-151747-3. info
- Záložky
- https://is.muni.cz/ln/tag/PříF:C4660!
- Výukové metody
- Předmět tvoří 13 nepovinných přednášek.
- Metody hodnocení
- Závěrečný písemný (nikoli elektronický) test v délce trvání 100 minut. Obsaženy budou úlohy otevřené i uzavřené (s výběrem možností), výpočetní i teoretické. Minimální požadované skóre pro úspěšné ukončení je 50% bodů.
- Navazující předměty
- Informace učitele
- Předmět C3150 Fyzikální chemie I - seminář je silně doporučen jako významná pomoc k úspěšnému absolvování předmětu C4660.
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každý semestr. - Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
- C3150 Fyzikální chemie I - seminář
NOW(C4660) - C3420 Fyzikální chemie
C1020 && (!C4660) && (!C4020) && !NOWANY(C4660,C4020) - C4020 Fyzikální chemie II
C4660 - C5020 Chemická struktura
C4660&&C4020 - C5160 Fyzikální chemie - praktikum
(C1100||C4221) && C4660 && NOW(C7777) - C5760 Fyzikální chemie - praktikum
(C4660||C3420)&&C1100 - C7410 Structure and Reactivity
((C1020&&C2021&&(C3022||C3050)&&(C4660||C3140||C3401)&&(C4020||C4402))&&NOW(C7415))||souhlas - C8780 Photochemistry: From Concepts to Practice
C1020&&C2021&&C3050&&C4660&&C4020
- C3150 Fyzikální chemie I - seminář
- Statistika zápisu (jaro 2021, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2021/C4660