C8820 Metody studia rovnováh a kinetiky reakcí

Přírodovědecká fakulta
jaro 2023
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Základní znalosti fysikální chemie a matematiky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 23 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Po absolvování kursu by studenti měli: rozumět ale I být schopni vysvětlit důležitost chemických rovnováh a kinetiky v chemii a přírodních vědách;
rozumět základním principům numerických metod k řešení rovnic hmotové bilance;
rozumět principům integrace diferenciálních rovnic pro řešení problem chemické kinetiky;
být schopni aplikovat infromaci o chemických rovnováhách k formulování database rovnovážných constant pro výpočty distribučních diagram vhodnými programy;
; používat vypočtené distribuční diagram k řešenínapř. problem komplexace iontů kovů ve vodných roztocích;
navrhovat zdůvodněné a racionální postupy pro komplexaci vybraných sloučenin, iontů kovů, kontaminantů a pod.;
a na základě yískaných znalostí navrhovat experiment k řešení neynámých systémů;
získat yákladní zručnost pro interpretaci chemických rovnováh a chemické kinetiky a určit fundamentální procesy v daném systému;
Výstupy z učení
Po skonceni kursu studenti by meli být schopni: rozumět a vysvětlit důležitost chemických rovnováh a kinetiky v chemii;
Měli by rozumět yákladním principům numerických metod pro řešení rovnic hmotových bilancí;
Měli by rozumět principům integrace diferenciálních rovnic pro řešení problem chemické kinteikyAt the end of the course students should be able to: understand and explain importance and problems of chemical equilibria and kinetics studies for chemistry;
Students should understand basic principles of numerical methods used to solve mass balance equations;
The should understand principles of differential equations integration for solving chemical kinetics;
Should be able to apply information on chemical equilibria in order to formulate database of e.g. equilibrium constants for computation of distribution diagrams by suitable programs;
The should be able to use calculate distribution diagrams to solve problems concerning e.g. complexation of metal ions in aqueous solutions;
They should be able to propose reasonable and rational proposals for complexation/masking of selected compounds/contaminants;

Should be able to apply information on chemical equilibria in order to formulate database of e.g. equilibrium constants for computation of distribution diagrams by suitable programs;
The should be able to use calculate distribution diagrams to solve problems concerning e.g. complexation of metal ions in aqueous solutions;
They should be able to propose reasonable and rational proposals for complexation/masking of selected compounds/contaminants;
Osnova
  • Základní pojmy: chemický potenciál,termodynamické veličiny, odvození Guldberg-Waagova zákona, thermodynamická rovnovážná konstanta, podmíněná, vliv iontové síly.
  • Rovnice hmotové bilance; řešení pro výpočty rovnovážných koncentrací komponent, základy numerických metod řešení trascendentních rovnic. Distribuční diagramy. programy COGS, Haltafall, Hydra aj. Praktické ukázky. Práce s databází konstant protonačních a komplexních rovnováh. Obecná regrese a optimalisační programy, podstata programu LETAGROP a přehled jiných vyspělých programů typu SQUAD, Hyperquad aj. Princip "hledání" chemického modelu. Aplikace neuronových sítí. Chemická kinetika- základní pojmy. Diferenciální rovnice a způsoby jejich řešení. Podstata programů KILET, SPECFIT a jejich aplikace pro řešení chemické kinetiky. Hledání kinetického modelu. Možnost použití umělých neuronových sítí.
Literatura
    povinná literatura
  • HAVEL, Josef, Erik HOEGFELDT a Milan MELOUN. Computation of Solution Equilibria: A Guide to Methods in Potentiometry, Extraction, and Spectrophotometry. 1988. ISBN 0-470-20975-5. info
    doporučená literatura
  • KOTRLÝ, Stanislav a Ladislav ŠŮCHA. Chemické rovnováhy v analytické chemii : tabulky a diagramy. Vyd. l. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 386 s. info
  • ŠŮCHA, Ladislav a Stanislav KOTRLÝ. Teoretické základy analytické chemie. Vyd. 1. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1971, 328 s. URL info
Výukové metody
Přednášky a ilustrované řešení příkladů na počítačích.
Metody hodnocení
Průběžné řešení příkladů na počítači studenty. Závěrečný písemný test.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2024, jaro 2025.