C3430 Fyzikální chemie - seminář

Přírodovědecká fakulta
jaro 2022
Rozsah
0/1/0. 1 kr. (plus ukončení). Ukončení: z.
Vyučující
doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D. (cvičící)
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 9:00–9:50 B11/305
Předpoklady
NOW( C3420 Fyzikální chemie )
Základní znalosti z vysokoškolské obecné chemie, matematiky a fyzikální chemie (obsaženo v předmětech: C1020, C3420, M0001).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je:

A. Upevnit znalosti látky probírané v rámci přednášek z fyzikální chemie;

B. Poskytnout návody, jak řešit typické výpočetní úlohy z fyzikální chemie;

C. Aktivně procvičovat výpočetních dovednosti studentů včetně návrhů řešení úloh a jejich realizace
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:

- se orientovat v problematice fyzikálně-chemických výpočtů;

- aplikovat získané poznatky při řešení praktických úkolů a otázek v oblasti fyzikální chemie;

- navrhnout pracovní postup při řešení fyzikálně-chemických výpočtů a tento postup úspěšně realizovat;

- výstižně vysvětlit používané vzorce;

- navrhnout způsob výuky fyzikálně-chemických výpočtů na středních školách;
Osnova
  • 1. Vlastnosti plynů. Vztahy mezi teplotou, tlakem a objemem plynu. Stavová rovnice.

    2. Stavové veličiny, intenzivní a extenzivní veličiny, potenciální a kinetická energie, vnitřní energie, tepelné kapacity, entalpie, termochemie.

    3. Objemová práce, vnitřní energie, entalpie a entropie a jejich změny.

    4. Gibbsova energie a její změny.

    5. Raoultův a Henryho zákon, parciální tlak, aktivity, aktivitní koeficienty.

    6. Chemická rovnováha I. Rovnovážná konstanta, entalpie, entropie a Gibbsova energie reakce.

    7. Elektrochemie. Články, poločlánky, reakce a dílčí reakce. Standardní potenciály, potenciál článku za dané teploty, rovnovážná konstanta.

    8. Molekuly v pohybu. Tlak a molekulové rychlosti. Srážková frekvence, střední volná dráha. Difúze a Fickovy zákony. Vodivosti roztoků elektrolytů.

    9. Kinetika I. Rychlost reakce, rychlost přírůstku / úbytku produktů / reaktantů, rychlostní konstanta.

    10. Kinetika II. Řád reakce vzhledem ke složkám a celkový řád reakce, poločas reakce.

    11. Chemická rovnováha II. Entalpie, entropie a Gibbsova energie disociace. Závislost Gibbsovy energie reakce na teplotě.

    12. Fázové diagramy: CO2, voda-nikotin, etanol-voda, eutektický bod, tuhnutí taveniny. Rozpustnost pevných látek. Souvislost mezi Gibbsovou energií a fázovým diagramem.

    13. Struktura. Opakování vybraných témat.
Literatura
  • ATKINS, P. W. Physical chemistry. 5th ed. Oxford: Oxford University Press, 1994, 1031 s. ISBN 0192690426. info
  • ATKINS, P. W. Student's solutions manual to accompany Atkins' Physical chemistry seventh edition. 1st publ. New York: Oxford University Press, 2002, ix, 548. ISBN 0199252343. info
  • ATKINS, P. W. a C. A. TRAPP. Solutions manual for physical chemistry. 5th ed. Oxford: Oxford University Press, 1994, 715 s. ISBN 0198557329. info
Výukové metody
výpočty příkladů, diskuze

V případě, kdy opatření týkající se COVID-19 neumožní kontaktní výuku, bude způsob výuky upraven následovně: výuka bude

1) vedena online v prostředí programu MS Teams nebo

2) zprostředkována pomocí nahraných seminářů (slovně komentovaných elektronických prezentací) nebo

3) realizována zadáním domácí práce se zpětnou vazbou v následujícím semináři.

Seminář bude v případě zájmu doplněn o online konzultace.
Metody hodnocení
V průběhu semestru budou zadány tři kontrolní testy o délce trvání cca 15-20 min. V každém z testů je nutné získat 40 % bodů. Zároveň je nutné v celkovém hodnocení ze všech 3 testů získat 60 % bodů. Pro vypracování testů mají studenti k dispozici pouze psací potřeby.

V případě, kdy opatření týkající se COVID-19 neumožní kontaktní výuku, bude způsob hodnocení upraven následovně: studenti dostanou zadánu domácí práci (sadu úloh), po jejímž řádném vypracování jim bude udělen zápočet.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.